(57)【要約】  分割されたエリア毎に駆動デューティと駆動電流の双方を制御する場合において、双方の調整解像度に差があったとしても、輝度の変化を防止して画質を改善するバックライト装置。発光部（１２１）は、複数の発光エリアを有する。動き量検出部（１３１）は、各々が少なくとも１つ以上の発光エリアに対応する複数の動きエリアの各々における画像の動き量を検出する。駆動条件指定部は、複数の発光エリアの各々を発光させるための駆動パルスのデューティと波高値とを含む駆動条件を、検出された動き量に基づいて指定する。駆動部は、指定された駆動条件に従って複数の発光エリアの各々を駆動する。駆動条件指定部は、駆動パルスのデューティと波高値のうち、発光輝度に対する駆動部の調整分解能が低い方を第１パラメータ、高い方を第２パラメータとして、検出された動き量に基づいて第１パラメータの値を決定した後、決定した第１パラメータの値に基づいて第２パラメータの値を決定する。
2011040010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光エリアを有する発光部と、
各々が少なくとも１つ以上の前記発光エリアに対応する複数の動きエリアの各々における画像の動き量を検出する動き量検出部と、
前記複数の発光エリアの各々を発光させるための駆動パルスのデューティと波高値とを含む駆動条件を、検出された動き量に基づいて指定する駆動条件指定部と、
指定された駆動条件に従って前記複数の発光エリアの各々を駆動する駆動部と、を有し、
前記駆動条件指定部は、
前記駆動パルスのデューティと波高値のうち、発光輝度に対する前記駆動部の調整分解能が低い方を第１パラメータ、高い方を第２パラメータとして、前記検出された動き量に基づいて前記第１パラメータの値を決定した後、決定した第１パラメータの値に基づいて第２パラメータの値を決定する、
バックライト装置。
【請求項２】
前記第１パラメータは、前記駆動パルスの波高値であり、前記第２パラメータは、前記駆動パルスのデューティである、
請求項１記載のバックライト装置。
【請求項３】
前記駆動部の出力に対する前記駆動パルスのデューティの指令値の分解能は、前記駆動パルスのデューティの指令値が大きいほど疎であり、小さいほど密である、
請求項１記載のバックライト装置。
【請求項４】
各々が少なくとも１つ以上の前記発光エリアに対応する複数の輝度エリアの各々における画像信号の特徴量を検出する特徴量検出部と、
検出された特徴量に基づいて、前記輝度エリア毎に輝度指令値を決定する輝度指令値決定部と、をさらに有し、
前記駆動条件指定部は、
前記複数の発光エリアの各々に対し、前記検出された動き量に基づいて前記駆動パルスの波高値を決定し、決定した波高値に基づいて前記駆動パルスのデューティを仮決定した後、仮決定したデューティを、決定された輝度指令値に基づいて補正し、
前記駆動部は、
決定された波高値と補正されたデューティとを含む駆動条件に従って、前記複数の発光エリアの各々を駆動する、
請求項１記載のバックライト装置。
【請求項５】
前記駆動条件指定部は、
前記複数の発光エリアの各々に対して画像信号の１フレーム周期に１個の前記駆動パルスが対応するように前記駆動条件を指定する、
請求項１記載のバックライト装置。
【請求項６】
前記駆動条件指定部は、
各々が少なくとも１つ以上の前記発光エリアに対応した複数のスキャンエリア毎に、対応する前記発光エリアの発光のタイミングを画像の走査に同期して制御するスキャン制御部を有する、
請求項１記載のバックライト装置。
【請求項７】
前記発光部は、光源として複数の発光ダイオードを有する、
請求項１記載のバックライト装置。
【請求項８】
請求項１記載のバックライト装置と、
前記複数の発光エリアからの照明光を画像信号に応じて変調することにより、画像を表示する光変調部と、
を有する表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライト装置、およびバックライト装置を用いる表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置に代表される非自発光型の表示装置は、背面にバックライト装置（以下、単に「バックライト」ともいう）を有する。これらの表示装置は、バックライトから照射される光の反射量または透過量を画像信号に応じて調整する光変調部を介して画像を表示する。これらの表示装置においては、ホールド型駆動の表示装置にみられる動画ボケを改善するために、画像の走査に同期させて光源の間欠点灯が行われる。【０００３】
一般に、このような間欠点灯としては、所定のタイミングでバックライトの発光エリア全面をフラッシュさせる方式（一般に「バックライトブリンク」と呼ばれる）と、バックライトの発光エリアを図１のように垂直方向に複数のスキャンエリアに分割し、図２に示すように画像の走査に同期して個々のスキャンエリアを順次フラッシュさせる方式（一般に「バックライトスキャン」と呼ばれる）とがある。【０００４】
例えば特許文献１に記載されているバックライトブリンク方式の液晶表示装置では、入力画像が静止画か動画かを判別して光源の駆動デューティ（以下「デューティ」ともいう）および駆動電流（以下「波高値」ともいう）を制御する。【０００５】
例えば特許文献２に記載されているバックライトスキャン方式の液晶表示装置では、画像の動きの大きさに応じてスキャンエリア単位で光源の駆動デューティを制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３５３５７９９号公報
【特許文献２】特開２００６−３２３３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献２記載の液晶表示装置においては、入力画像が動画であっても、一部のスキャンエリアに対応する一部の画像エリアにおける部分画像が動いていなければ、そのスキャンエリアについては駆動デューティを下げずに維持する。すなわち、一部のスキャンエリアでは駆動デューティを下げず、他のスキャンエリアでのみ駆動デューティを下げることにより、動画ボケを抑えて動画解像度を上げることができる。【０００８】
この場合において、全スキャンエリアの輝度を同一に維持するためには、駆動デューティを下げるスキャンエリアについては駆動電流を相対的に増大させる必要がある。【０００９】
このように駆動デューティと駆動電流の双方の組合せによって輝度制御を行う場合、双方の調整分解能に差があると、動きに対して輝度を同一に維持するための双方の最適な組合せの数は、調整分解能が低い方によって規律される。その結果、輝度制御において丸め誤差が発生し、輝度変化が視認され得る組合せが生じ得るという問題がある。【００１０】
例えば、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を用いる場合、ＬＥＤの駆動には、一般に、ＬＥＤドライバと呼ばれるＬＥＤ駆動用ＩＣ（Integrated Circuit）が用いられる。ＬＥＤドライバは、ディジタル的に設定された駆動デューティと駆動電流の指令値に基づいて、ＬＥＤをパルス幅変調（ＰＷＭ：Pulse Width modulation）で駆動する。ＬＥＤドライバは、一般に、駆動デューティについては１０２４段階（１０ビット）〜４０９６段階（１２ビット）で調整可能であるものの、駆動電流については６４段階（６ビット）〜２５６段階（８ビット）でしか調整できないものがほとんどである。したがって、動きに対して「輝度を同一に維持する際に誤差の少ない」駆動デューティと駆動電流の組合せの数は、調整段階（階調）が少ない（つまり、調整分解能が低い）方である駆動電流によって規律される。例えば、駆動デューティが４０９６段階、駆動電流が２５６段階でそれぞれ調整可能な場合、可能な組合せの数は２５６となろう。したがって、この場合、従来通常考えられるように、動きに応じて駆動デューティを決定した後、輝度を同一に維持するための駆動電流を決定すると、駆動デューティは４０９６段階の細かさで決定されるものの、駆動電流は、階調が２５６段階しかないため、多くの場合、最も近い値を選択するしかない（丸め誤差の発生）。その結果、いくつかの駆動デューティの値では、人間の目で輝度の変化が認識されてしまう組合せが生じ、画質が低下し得る。【００１１】
このように、例えばスキャンエリアのように分割されたエリア毎に駆動デューティと駆動電流の双方を制御し得るバックライト装置にあっては、双方の調整分解能の差に起因して、輝度変化による画質低下が生じ得るという問題がある。【００１２】
本発明の目的は、分割されたエリア毎に駆動デューティと駆動電流の双方を制御する場合において、双方の調整分解能に差があったとしても、輝度の変化を防止して画質を改善することができるバックライト装置および表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のバックライト装置は、複数の発光エリアを有する発光部と、各々が少なくとも１つ以上の前記発光エリアに対応する複数の動きエリアの各々における画像の動き量を検出する動き量検出部と、前記複数の発光エリアの各々を発光させるための駆動パルスのデューティと波高値とを含む駆動条件を、検出された動き量に基づいて指定する駆動条件指定部と、指定された駆動条件に従って前記複数の発光エリアの各々を駆動する駆動部と、を有し、前記駆動条件指定部は、前記駆動パルスのデューティと波高値のうち、発光輝度に対する前記駆動部の調整分解能が低い方を第１パラメータ、高い方を第２パラメータとして、前記検出された動き量に基づいて前記第１パラメータの値を決定した後、決定した第１パラメータの値に基づいて第２パラメータの値を決定する。【００１４】
本発明の表示装置は、上記バックライト装置と、上記複数の発光エリアからの照明光を画像信号に応じて変調することにより、画像を表示する光変調部と、を有する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、分割されたエリア毎に駆動デューティと駆動電流の双方を制御する場合において、双方の調整分解能に差があったとしても、輝度の変化を防止して画質を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来のスキャンエリアの一例を示す図
【図２】従来のバックライトスキャン方式を説明するための図
【図３】本発明の実施の形態１に係る表示装置としての液晶表示装置の構成を示すブロック図
【図４】図４Ａは、画像エリアを説明するための、動きエリアを示す図、図４Ｂは、画像エリアを説明するための、輝度エリアを示す図、図４Ｃは、画像エリアを説明するための、スキャンエリアを示す図、図４Ｄは画像エリアを示す図
【図５】本実施の形態における液晶パネルの画像エリアおよびスキャンエリアを示す図
【図６】本実施の形態における表示部の発光エリアを示す図
【図７】本実施の形態におけるＬＥＤドライバの構成の一例を示すブロック図
【図８Ａ】動きエリア数がスキャンエリア数の整数倍である場合の、スキャンエリアと動きエリアとの組合せの例を示す図
【図８Ｂ】スキャンエリア数が動きエリア数の整数倍である場合の、スキャンエリアと動きエリアとの組合せの例を示す図
【図８Ｃ】スキャンエリア数と動きエリア数が一致する場合の、スキャンエリアと動きエリアとの組合せの例を示す図
【図９】本発明の原理を説明するための図であって、平均輝度を一定に保つことができるデューティと波高値との関係を示す概略図
【図１０Ａ】本発明の原理を説明するための図であって、平均輝度を一定に保つことができるデューティと波高値との関係の一例を具体的に示す図
【図１０Ｂ】図１０Ａの座標軸を交換した図
【図１１Ａ】本発明の原理を説明するための図であって、本発明の輝度制御方法のイメージを説明するための、低分解能の輝度制御と高分解能の輝度制御とを示す図
【図１１Ｂ】本発明の原理を説明するための図であって、本発明の輝度制御方法のイメージを説明するための、輝度調整の順序を示す図
【図１２】図１２Ａは、本発明の原理を説明するための図であって、波高値が大きくなるほどデューティを１段階変化させる毎の輝度変化幅が大きくなることを説明するための、デューティと波高値との変化の関係を示す図、図１２Ｂは、本発明の原理を説明するための図であって、波高値が大きくなるほどデューティを１段階変化させる毎の輝度変化幅が大きくなることを説明するための、波形の例を示す図
【図１３】本発明の原理を説明するための図であって、波高値が大きい部分では、デューティによる微調整でも輝度が合わない場合があることを示す図
【図１４】図１４Ａは、本発明の原理を説明するための図であって、波高値の範囲の制限を説明するための、実施可能なデューティの範囲を示す図、図１４Ｂは、本発明の原理を説明するための図であって、波高値の範囲の制限を説明するための、動き量から波高値への変換を示す図、図１４Ｃは、本発明の原理を説明するための図であって、波高値の範囲の制限を説明するための、制限された波高値の範囲を示す図
【図１５】図１５Ａは、本発明の原理を説明するための図であって、バックライトスキャンとローカルディミングとを組み合わせた場合のマイナスの相乗効果を説明するための、発光デューティおよび波高値の一例を示す図、図１５Ｂは、本発明の原理を説明するための図であって、バックライトスキャンとローカルディミングとを組み合わせた場合のマイナスの相乗効果を説明するための、図１５Ａと異なる発光デューティおよび波高値の例を示す図、図１５Ｃは、本発明の原理を説明するための図であって、バックライトスキャンとローカルディミングとを組み合わせた場合のマイナスの相乗効果を説明するための、図１５Ａの例の輝度変化と図１５Ｂの例の輝度変化との比較結果を示す図
【図１６】本発明の原理を説明するための図であって、デューティの分解能に疎密を設けた場合を説明するための図
【図１７】図１７Ａは、本発明の原理を説明するための図であって、波高値とデューティとの関係を示す図においてデューティの分解能に疎密を設けていない場合を説明するための図、図１７Ｂは、本発明の原理を説明するための図であって、波高値とデューティとの関係を示す図においてデューティの分解能に疎密を設けた場合を説明するための図
【図１８】本実施の形態における画像エリアから細分化されたマクロブロックを示す図
【図１９】本実施の形態における動き量検出部の構成を示すブロック図
【図２０】本実施の形態におけるＬＥＤ駆動パルスと１フレーム期間との関係を示す図
【図２１】図２１Ａは、本実施の形態におけるＬＥＤドライバから出力されるＬＥＤ駆動パルスの一例を示す図、図２１Ｂは、図２１Ａに示すＬＥＤ駆動パルスのデューティを示す図
【図２２】図２２Ａは、本実施の形態におけるＬＥＤドライバから出力されるＬＥＤ駆動パルスの他の例を示す図、図２２Ｂは、図２２Ａに示すＬＥＤ駆動パルスのデューティを示す図
【図２３】本実施の形態におけるＬＥＤドライバの構成の他の例を示すブロック図
【図２４】図２３のＬＥＤドライバを有する液晶表示装置の構成を示すブロック図
【図２５】本発明の実施の形態２に係る表示装置としての液晶表示装置の構成を示すブロック図
【図２６】本発明の実施の形態３に係る表示装置としての液晶表示装置の構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、各実施の形態では、表示装置として、液晶パネルの背面からＬＥＤの光を直接照射するＬＥＤ直下型バックライト方式の液晶表示装置を例にとって説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について説明する。
【００１９】
本実施の形態では、バックライトスキャンとローカルディミングとを組み合わせた構成において、動きに応じて先に駆動パルスの駆動電流（波高値）を決定する場合について説明する。ここで、バックライトスキャンとは、上記のように、画像の走査に同期して個々のスキャンエリアを順次消灯させることにより残像（動画ボケ）を低減する技術であり、ローカルディミングとは、画像に合わせて発光エリア毎に輝度を制御することによりコントラストを向上させる技術である。
【００２０】
＜１−１．液晶表示装置の構成＞
まずは、液晶表示装置の構成について説明する。図３は、本実施の形態における液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図３に示す液晶表示装置１００は、液晶パネル部１１０、照明部１２０および駆動制御部１３０を有する。照明部１２０および駆動制御部１３０の組合せは、バックライト装置を構成する。
【００２１】
以下、各部の構成について詳細に説明する。
【００２２】
＜１−１−１．液晶パネル部＞
液晶パネル部１１０は、液晶パネル１１１、ソースドライバ１１２、ゲートドライバ１１３および液晶コントローラ１１４を有する。
【００２３】
液晶パネル部１１０は、画像信号が入力されると、液晶コントローラ１１４により制御されたタイミングで、ソースドライバ１１２およびゲートドライバ１１３から、表示部としての液晶パネル１１１の各画素に信号電圧が与えられ、透過率が制御される。よって、液晶パネル１１１は、液晶パネル１１１の背面から照射される照明光を画像信号に応じて変調することができ、これにより画像を多数の画素からなる画像エリアに表示させることができる。すなわち、液晶パネル部１１０は、光変調部を構成する。
【００２４】
ここで、図３において液晶パネル１１１の画像表示を行うエリア（以下「画像エリア」と呼ぶ）が破線で区切られているが、これは、液晶パネル１１１が複数の画像エリアを有することを明示するものであり、液晶パネル１１１が構造的に分割されていたり画像中にこれらの線が表示されたりすることを意味するものではない。後述する動き量を検出する際に参照する単位であるエリア（以下「動きエリア」と呼ぶ）間の仮想的な境界（図４Ａ参照）と、ローカルディミングを行うための特徴量を検出する単位であるエリア（以下「輝度エリア」と呼ぶ）間の仮想的な境界（図４Ｂ参照）と、垂直方向に複数分けられたバックライトスキャンに対応するエリア（以下「スキャンエリア」と呼ぶ）間の仮想的な境界（図４Ｃ参照）とを、重ね合わせたものである。
【００２５】
本実施の形態では、例えば、図４Ｄに示すように液晶パネル１１１は、画像エリアとして、画面全体をマトリクス状に分割してなる１６（＝４×４）個の画像エリア１１〜４４を有するものとして説明を行う。
【００２６】
なお、液晶パネル１１１は、特に限定はしないが、ＩＰＳ（In Plane Switching）方式やＶＡ（Vertical Alignment）方式などを用いることができる。
【００２７】
＜１−１−２．照明部＞
照明部１２０は、液晶パネル１１１に画像を表示させるための照明光を発光し、液晶パネル１１１の背面側から液晶パネル１１１に照明光を照射する。
【００２８】
照明部１２０は、発光部１２１を有する。発光部１２１は、いわゆる直下型の構成を採るものであり、液晶パネル１１１の背面に対向配置され、液晶パネル１１１に向けて発光するよう多数の点状光源を液晶パネル１１１の背面に沿って平面状に並べて配置することにより構成されている。よって、発光部１２１は、光源から発せられて背面側から入射された光を、前面側から出射する。
【００２９】
本実施の形態では、点状光源としてＬＥＤ１２２が用いられる。ＬＥＤ１２２は全て、白色光を発するものであり、互いに同一の駆動条件で駆動されれば互いに同一の輝度で発光するように構成されている。なお、各ＬＥＤ１２２は、単体で白色光を発するものであってもよいし、ＲＧＢの光を混色することにより白色光を発するように構成されたものであってもよい。
【００３０】
なお、点状光源として、ＬＥＤ以外のものを用いてもよいし、白色以外の光を発するものを用いてもよい。
【００３１】
ここで、図３において発光部１２１の光出射面が実線で区切られているが、これは、発光部１２１が実線で区切られた単位で個別に制御されることを意味している。発光部１２１は、液晶パネル１１１の動きエリア毎に動きを検出して、対応する発光部１２１のＬＥＤの駆動デューティと駆動電流を決定する。そのため、ＬＥＤは少なくとも対応する動きエリア単位で制御される必要がある。また、発光部１２１は、ローカルディミングを行うにあたって、液晶パネル１１１の輝度エリア単位で、対応する発光部１２１のＬＥＤの駆動デューティを制御する。そのため、ＬＥＤは少なくとも対応する輝度エリア単位で制御される必要がある。また、発光部１２１は、バックライトスキャンを行うにあたって、液晶パネル１１１のスキャンエリア毎に、対応する対応する発光部１２１のＬＥＤの点灯を制御する。そのため、ＬＥＤは少なくとも複数のタイミングでスキャンを行うスキャンエリア単位で制御される必要がある。本実施の形態では、発光部１２１は、図４Ｄに示す画像エリアの垂直方向４相に対応する、４相のスキャンエリアを図５に示すように有するものとする。図５に示す例において、画像エリア１１〜１４はスキャンエリア１に含まれ、画像エリア２１〜２４はスキャンエリア２に含まれ、画像エリア３１〜３４はスキャンエリア３に含まれ、画像エリア４１〜４４はスキャンエリア４に含まれる。
【００３２】
その結果として、発光部１２１のＬＥＤの制御単位であるエリア（以下「発光エリア」と呼ぶ）は、図６に示すようになる。発光部１２１は、光出射面全体をマトリクス状に分割してなる１６（＝４×４）個の発光エリア１１〜４４を有する。
【００３３】
なお、図４、図５、図６に示したこれらのエリア数は、説明の便宜のための単なる一例であり、もちろん、これに限定されない。
【００３４】
また、照明部１２０は、ＬＥＤ１２２を駆動する駆動部としてＬＥＤドライバ１２３を有する。ＬＥＤドライバ１２３は、発光エリア毎に独立して駆動することができるように、発光エリアと同数の駆動端子を有する。
【００３５】
図７は、ＬＥＤドライバ１２３の構成の一例を示す。ＬＥＤドライバ１２３は、特定の通信プロトコルに則って駆動制御部１３０から送信される波高値とデューティとスキャンタイミングに関する情報とをデコードする通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）１４１と、通信Ｉ／Ｆ１４１からの波高値データをアナログ信号である電流指令信号に変換するディジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ：Digital to Analog Converter）１４２と、電流指令信号に基づいて、直列接続された複数のＬＥＤ１２２に電流を供給する定電流回路１４３と、通信Ｉ／Ｆ１４１から受け取るデューティとスキャンタイミングに関するデータとに基づいてＰＷＭパルスを出力するＰＷＭコントローラ１４４と、ＰＷＭパルスで与えられるＯＮ／ＯＦＦ信号に従って、ＤＡＣ１４２から定電流回路１４３への電流指令信号の入力を可能にしまたは遮断するスイッチ１４５と、を有する。すなわち、ＬＥＤドライバ１２３は、スイッチ１４５がオンのときには、電流指令信号の信号電圧に比例する電流が定電流回路１４３からＬＥＤ１２２に供給され、スイッチ１４５がオフのときには、その電流供給が遮断されるように、構成されている。本実施の形態では、この構成が発光エリア毎に装備される。
【００３６】
上記構成により、ＬＥＤドライバ１２３は、発光エリア毎に個別に指定された駆動パルスのデューティ（ＯＮデューティ）と波高値とを含む駆動条件に従って、複数の発光エリアを個別に駆動して発光させることができる。また、ＬＥＤドライバ１２３は、スキャンのタイミングに関するデータに基づいてＰＷＭパルスの位相を制御することが可能であるため、発光エリア毎の駆動パルスの位相を制御可能であり、バックライトスキャンを行うことが可能である。このようにして、各発光エリアは、液晶パネル１１１に対応する画像エリアに対向配置された状態で、対向する画像エリアを主として照射する。ここで、「主として照射する」としたのは、対向していない画像表エリアにも一部の照明光が照射されることがあるためである。
【００３７】
＜１−１−３．駆動制御部＞
駆動制御部１３０は、動き量検出部１３１、輝度制御部１３２、特徴量検出部１３５、輝度指令値決定部１３６、デューティ補正部１３７、スキャン制御部１３８、およびドライバコントローラ１３９を有する演算処理装置であり、画像エリア毎の入力画像信号に基づいて、発光エリア毎に駆動パルスのデューティと波高値とを含む駆動条件を制御する。輝度制御部１３２は、波高値決定部１３３およびデューティ決定部１３４を有する。駆動制御部１３０において、輝度制御部１３２（波高値決定部１３３およびデューティ決定部１３４）、デューティ補正部１３７ならびにスキャン制御部１３８の組合せは、発光エリア毎に駆動条件を指定する駆動条件指定部を構成する。
【００３８】
＜１−１−３−１．発明の原理＞
ここで、駆動制御部１３０の各部を詳細に説明する前に、まずは本発明の原理を説明しておく。
【００３９】
上記のように、動画ボケを低減するためのバックライトスキャンでは、全スキャンエリアの輝度を同一に維持するために、駆動デューティを下げるスキャンエリアについては駆動電流を相対的に増大させる必要がある。
【００４０】
ここで、バックライトスキャンを行う際のスキャンタイミングを制御するエリア単位と、垂直方向に電流値が等しいエリア単位とは異なってもよい。すなわち、液晶パネル１１１上における動きエリアの垂直方向におけるエリア数とスキャンエリア数とは、必ずしも一致する必要はない。例えば、図８Ａに示すように前者が後者の整数倍であったり、図８Ｂに示すように後者が前者の整数倍であったりしてもよい。あるいは、整数倍以外であってもよく、スキャンエリア数を動きエリアの垂直方向におけるエリア数を基準としなくてもよい。但し、整数倍以外の場合や、スキャンエリア数を動きエリアの垂直方向におけるエリア数を基準としない場合などの構成は、発光エリアの垂直方向におけるエリア数の増加を抑制するためには好ましくない。
【００４１】
さらには、図８Ｃに示すように、動きエリアとスキャンエリアが一致してもよい。本実施の形態において、スキャンエリアは、特にスキャンタイミングが等しいエリア毎に画素エリアを分割したものを指す。
【００４２】
さて、バックライトスキャンとローカルディミングとを組み合わせた場合、第１段階として、動き量に基づいて最適な駆動デューティ（以下「発光デューティ」ともいう）を決定した後、この発光デューティに基づいて、輝度が変動しないような駆動電流（以下「発光波高値」ともいう）を決定し、第２段階として、ローカルディミングの輝度指令値を用いて、最適な発光デューティに対する正規化（補正）を行い、結果を補正デューティとして出力する、という動作が考えられる。
【００４３】
上記のように、バックライトの光源としてＬＥＤを用いる場合、ＬＥＤの駆動には、一般に、ディジタル的にデューティと波高値を設定すればその設定に基づいてＬＥＤをＰＷＭ駆動するＩＣであるＬＥＤドライバが用いられる。これは図７に示す通りである。ＬＥＤドライバは、一般に、デューティについては１０２４段階（１０ビット）〜４０９６段階（１２ビット）で調整可能であるものの、波高値については６４段階（６ビット）〜２５６段階（８ビット）でしか調整できないものがほとんどである。なぜなら、ＬＥＤドライバは、適応的に駆動電流（波高値）を変化させることを前提としておらず、通常は、ＩＣの外付け抵抗で大まかに電流値を設定した後、内部の６４段階（６ビット）〜２５６段階（８ビット）程度の調整機構で微調整することが想定されているためである。波高値の階調を上げるためには、高分解能のＤＡＣが必要であり、コストの増大は避けられない。
【００４４】
したがって、必然的に、上記のように、動きに対して「輝度を同一に維持する際に誤差の少ない」デューティと波高値の組合せの数は、調整段階（階調）が少ない（つまり、調整分解能が低い）方である波高値によって規律される。例えば、デューティが４０９６段階、波高値が２５６段階でそれぞれ調整可能な場合、可能な組合せの数は２５６となろう。ここで、デューティの変化幅は、相対的なものであり、液晶パネルに表示される画像の１フレーム（１Ｖ）周期の０〜１００％を４０９６分割したものである。厳密には４０９６分の１の期間を任意に設定可能であり、これを１Ｖ期間の４０９６分の１と設定するのが一般的である。また、波高値の変化幅は、ＬＥＤの電流−輝度特性や維持する輝度値などによって異なるが、デューティを１段階変化させるのに比べて、波高値を１段階変化させる方が、輝度変化は全体的に大きい。図９は、平均輝度を一定に保つことができるデューティと波高値との関係を示す概略図である。
【００４５】
上記のように、この場合、従来通常考えられるように、動きに応じてＯＦＦ時間（つまり、デューティ）を決定し、その後、輝度を同一に維持するための波高値を決定する、という順番で決定を行うと、デューティは４０９６段階の細かさで決定されるものの、波高値は、階調が２５６段階しかないため、多くの場合、最も近い値を選択するしかない（丸め誤差の発生）。その結果、いくつかのデューティの値では、人間の目で輝度の変化が認識されてしまう組合せが生じ、画質が低下し得る。
【００４６】
これを例を挙げて具体的に説明する。図１０Ａは、あるターゲットについて、測定により求めた、平均輝度を一定に保つことができるデューティと波高値との関係の一例を具体的に示す図である。図１０Ａ中の曲線Ａは、波高値をデューティの関数として表した近似曲線（波高値＝ｆ（デューティ））である。図１０Ｂは、図１０Ａの座標軸を交換した特性図である。なお、ここでは、簡単化のため、デューティは０〜１０段階、波高値は０〜５段階しか示していないが、これに限定されないことはもちろんである。
【００４７】
今、図１０Ａに示すように、同図中の白丸の位置で、各波高値の１ＬＳＢ（Least Significant Bit：最下位ビット）毎に、ほぼ同一の輝度とみなすことができるデューティと波高値の組合せが存在したとする。このとき、デューティが４、６、７、９、１０と決定されるような動き量が検出された場合、対応する波高値として、分解能的に所望の波高値をとることはできず、変換関数（曲線Ａの関数）を通しても、計算処理の都合上、丸められた波高値が得られる。しかし、波高値の分解能毎に輝度がほぼ同一の（人間の目には認識できない程度の）波高値とデューティの組合せをとることができれば、動き量から波高値を決定し、その後、波高値からデューティを決定することにより、上記の問題は発生しないはずである（図１０Ｂ参照）。
【００４８】
そこで、本発明では、バックライトスキャンにおけるデューティと波高値の最適な組合せを決定する際に、まず先に、動き量から、デューティと波高値のうち、調整分解能が低い方（ここでは波高値）を決定し、その後、調整分解能が高い方（ここではデューティ）を決定するようにしている。
【００４９】
なお、他の方法として、例えば、動き量を５段階で評価し、それぞれにおいて輝度を同一に保つことができるデューティと波高値の組合せをテーブルの形で保持することも可能である。しかし、上記のように、できるだけ動画ボケと電力とを最適化するためには、できるだけ多くの段数で調整することが望ましい。したがって、これを実現するためには、例えば、輝度毎に１００個とか２００個とかといった多数の組合せテーブルを内部に保持しておくよりも、測定により求めた近似関数によって変換（デューティと波高値の決定）を行う方が好ましい。
【００５０】
図１１Ａおよび図１１Ｂは、いずれも、本発明の輝度制御方法のイメージを説明するための図である。本発明は、図１１Ａおよび図１１Ｂに示すように、イメージ的には、波高値で粗い調整を行った後、デューティの方で細かい調整を行って、輝度を一定に保つというものである。特に、図１１Ａに示すように、本発明では、波高値とデューティの組合せを輝度に応じて細かく設定する。図１１Ａにおいて、実線は、波高値による輝度調整を示し（つまり、波高値の調整分解能で対応可能）、破線は、波高値の調整分解能以下の部分をデューティによる調整で補間して滑らかに切り替える様子を示している。図１１Ｂは、輝度を一定に保つことができるデューティと波高値の組合せを求める際に、調整分解能が低い方（ここでは波高値）を先に決めることにより、調整分解能が高い方（ここではデューティ）の中に対応する値が見つかりやすい様子を示している。
【００５１】
また、上記のように、波高値が大きくなるほどデューティを１段階変化させる毎の輝度変化幅は大きくなる（図１２参照）。特に図１２Ｂによく示すように、デューティを１ＬＳＢ変化させたときの輝度変化量は、明らかに、波高値が大きい場合の方が大きくなっている。これは、波高値が大きい部分、つまり、動き量が大きい部分では、デューティによる微調整でも輝度が合わない、つまり、許容範囲を超える場合が出てくる可能性があることを意味する。
【００５２】
例えば、図１３は、波高値が大きい部分では、デューティによる微調整でも輝度が合わない場合があることを示している。図１３の曲線Ｂは、測定から求めた理想の輝度保持曲線を示している。また、図１３の白丸は、曲線Ｂに一番近い波高値とデューティの組合せのうち、曲線Ｂからの誤差が許容できるもの（つまり、人間の目には輝度変化が認識できないもの）を示し、図１３の黒丸は、曲線Ｂに一番近い波高値とデューティの組合せのうち、曲線Ｂからの誤差が許容できないもの（つまり、人間の目には輝度変化が認識できるもの）を示している。図１３の領域Ｃは、曲線Ｂのうち、波高値の１ＬＳＢの変化に対して、デューティが、１ＬＳＢよりも細かい分解能を求められ、対応できなくなる部分を示している（但し、図１３に示すように、偶然合うところもある）。
【００５３】
この問題に対しては、図１４に示すように、波高値の範囲を制限することで対応することが考えられる。図１４の例では、デューティの調整分解能を４０９６段階、波高値の調整分解能を２５６段階としている。具体的には、まず、図１４Ａの白抜き矢印Ｄで示す範囲は使用しないようにする。なぜなら、この範囲は、図１３の領域Ｃに相当し、波高値の１ＬＳＢの変化に対してデューティが対応できない可能性が高いからである。また、図１４Ａの白抜き矢印Ｅで示す範囲も使用しないようにする。なぜなら、この範囲は、デューティが１００％以上に相当する部分であるからである。すなわち、デューティは絶対的なものではなく、１００％を最大値とする相対的なものであるため、１００％以上に相当する部分は、リミッタがかかり、範囲を制限しなければ輝度が変化してしまうからである。したがって、動き量から波高値を決定する（つまり、動き量を波高値に変換する）際には、白抜き矢印Ｅで示す範囲の波高値をとらないようにする。これらの制限により、波高値の範囲は、図１４Ａ〜図１４Ｃに示す範囲Ｆに制限される。
【００５４】
図１５は、バックライトスキャンのみならずローカルディミングをも考慮した場合を説明するための図である。図１４に示す対応をとったとしても、ここにさらにローカルディミングにおける輝度指令値がかかってくる（図３参照）。したがって、波高値が大きい場合にデューティの１ＬＳＢの変化による輝度変化が大きくなるという問題が、バックライトスキャン分とローカルディミング分とを掛け合わせて、いわば２乗で効いてくる（マイナスの相乗効果）。すなわち、例えば、発光デューティ（バックライトスキャンで決定されたデューティ）が１００％で波高値が小さい場合（図１５Ａ参照）に比べて、発光デューティが１００％未満で波高値が大きい場合には（図１５Ｂ参照）、補正デューティ（発光デューティにローカルディミングの輝度指令値を乗算して得られるデューティ）の１ＬＳＢの変化による輝度変化は大きくなる（図１５Ｃ参照）。
【００５５】
この問題を解決するためには、次のような対策が考えられる。それは、ＬＥＤドライバへのデューティ指令値とＬＥＤドライバからの実際の出力制御値とのビット対応に疎密を設けることである。例えば、図１６に示すように、デューティ指令値とＬＥＤ点灯時間（実際の出力制御値）との関係を、同図中の直線Ｇで示すような従来の線形的な関係ではなく、同図中の曲線Ｈで示すような非線形的な関係に設定する。具体的には、例えば、デューティ指令値がａ１のとき、ＬＥＤ点灯時間を従来のｂ２ではなく、それよりも短いｂ１に設定する（ｂ１＜ｂ２）。ｂ１に対応する従来のデューティ指令値はａ２である（ａ１＞ａ２）。これは、ＬＥＤ点灯時間に対するデューティ指令値の分解能に疎密を設けることに相当する。具体的には、ＬＥＤ点灯時間に対するデューティ指令値の分解能が、デューティ指令値が大きいほど疎であり、小さいほど密であるように設定する。
【００５６】
これは、原理的には、図１７Ｂに示すように、波高値とデューティとの関係を示す図において、デューティの分解能に疎密を設けることにも相当する。具体的には、図１７Ｂに示すように、デューティが小さいほど１ＬＳＢの幅を細かくする、つまり、デューティが小さいほど分解能を密にし、デューティが大きいほど分解能を疎にする。ここで、図１７Ａは、デューティの分解能に疎密がない場合であり、図１７Ｂは、デューティの分解能に疎密がある場合である。図１７Ａおよび図１７Ｂにそれぞれ示す曲線Ｉは、測定から求めた理想の輝度保持曲線である。また、図１７Ａおよび図１７Ｂにそれぞれ示す白丸は、曲線Ｉに一番近い波高値とデューティの組合せのうち、曲線Ｉからの誤差が許容できるもの（つまり、人間の目には輝度変化が認識できないもの）を示し、図１７Ａおよび図１７Ｂにそれぞれ示す黒丸は、曲線Ｉに一番近い波高値とデューティの組合せのうち、曲線Ｉからの誤差が許容できないもの（つまり、人間の目には輝度変化が認識できるもの）を示している。図１７Ａおよび図１７Ｂから、デューティの分解能に疎密がある場合の方が、輝度を一定に保持する組合せをより多く、より広くとることができることがわかる。
【００５７】
＜１−１−３−２．動き量検出部＞
動き量検出部１３１は、入力画像信号に基づいて画像の動き量を検出する。動き量は、見た目の動画解像度と電力とを最適化するために、例えば５０％と１００％のような２値ではなく、３値以上の多値で算出する。
【００５８】
動き量検出方法としては、マクロブロック単位で全てのマクロブロックについて前フレームとのパターンマッチングにより動き量を求める方法などがある。ここで、マクロブロックとは、動きエリアを細分化することにより定義される個々のエリアである。図１８は、液晶パネル１１１の動きエリア２４におけるマクロブロックを示す。なお、より簡易的な動き量検出方法としては、パターンマッチングの結果ではなく、同一画素位置における前フレームとの画像信号の差分の大きさを代用する方法などがある。
【００５９】
本実施の形態では、動き量検出部１３１は、前者の方法で求めた各マクロブロックの動き量の最大値を検出値として出力する構成を採る。すなわち、動きエリア全体で画像が動いている場合と一部分でのみ画像が動いている場合とで、動き量の最大値が同一であれば、同一の値が出力される。
【００６０】
図１９は、動き量検出部１３１の構成を示す。動き量検出部１３１は、入力画像信号を１フレーム遅延させる１Ｖ遅延部１５１と、前フレームの画像信号を参照して、マクロブロック毎に画像の動き量を演算するマクロブロック動き量演算部１５２と、演算された動き量の中での最大値を算出する最大値算出部１５３と、を有する。この構成は、動きエリア毎に装備される。
【００６１】
上記構成により、動き量検出部１３１は、動きエリア毎に画像の動き量を検出する。
【００６２】
＜１−１−３−３．輝度制御部＞
輝度制御部１３２は、動き量検出部１３１によって検出された動き量に基づいて、各発光エリアの発光波高値および発光デューティを決定する。本実施の形態においては、動きエリアと発光エリアが１対１で対応している。そのため、輝度制御部１３２は、個々の動きエリアの動き量に基づいて、対応する個々の発光エリアの発光波高値および発光デューティを決定する。但し、動きエリア、輝度エリア、およびスキャンエリアの選び方によっては、複数の発光エリアが１つの動きエリアに含まれる場合もありうる。この場合は、複数の発光エリアにおいて同じ動き量に基づいて、発光波高値および発光デューティを決定することになる。本実施の形態では、上記のように、発光波高値を決定した後、発光デューティを決定する。輝度制御部１３２は、波高値決定部１３３とデューティ決定部１３４を有する。
【００６３】
波高値決定部１３３は、動き量検出部１３１によって検出された動き量に基づいて、各発光エリアの発光波高値を決定する。具体的には、例えば、波高値決定部１３３は、動きエリア毎に検出された動き量に所定の変換式（例えば、図１４Ｂ参照）を適用することにより、発光エリア毎に発光波高値を算出し、これを発光エリア毎に指定する発光波高値として決定する。
【００６４】
波高値決定部１３３は、決定した波高値を示すディジタル信号である電流値データを生成し、これを照明部１２０のＬＥＤドライバ１２３との通信制御を行うドライバコントローラ１３９を経由し、ＬＥＤドライバ１２３に出力する。これにより、発光エリア毎に波高値が駆動条件として指定される。
【００６５】
また、デューティ決定部１３４は、波高値決定部１３３によって決定された発光波高値に基づいて、各発光エリアの発光デューティを決定する。具体的には、例えば、デューティ決定部１３４は、発光エリア毎に決定された発光波高値に所定の変換式（例えば、図１４Ａ参照）を適用することにより、発光エリア毎に発光デューティを算出し、これを発光エリア毎に指定する発光デューティとして決定する。ここで、所定の変換式（例えば、図１４Ａ参照）は、上記のように、測定から求めた理想の輝度保持曲線である。デューティ決定部１３４は、このような輝度保持曲線を用いて、発光エリア毎に決定された発光波高値から、輝度を同一に保持することができる発光デューティを算出する。
【００６６】
ここでは、輝度制御部１３２は、動き量が小さいほど発光デューティを大きく、動き量が大きいほど発光デューティを小さく制御するとともに、発光波高値と発光デューティの結果としての発光輝度を所定の値に保持するように、発光波高値と発光デューティを制御する。
【００６７】
＜１−１−３−４．特徴量検出部＞
特徴量検出部１３５は、入力した画像信号の特徴量を検出する。具体的には、特徴量検出部１３５は、入力した画像信号の特徴量を、主に液晶パネル１１１の輝度エリア毎に検出する。ここで、「特徴量」とは、液晶パネル１１１の輝度エリア毎の画像信号の、輝度に関する特徴量である。特徴量としては、例えば、液晶パネル１１１の輝度エリア毎の画像信号の、最大輝度レベルや、最小輝度レベル、最大輝度レベルと最小輝度レベルとの差分、平均輝度などを用いることができる。また、上記で「主に」と述べたのは画像信号全体としての特徴量や、求めたい輝度エリアの周辺エリアの特徴量も鑑みて最終的な個々の輝度エリアの特徴量を決定しても良いためである。
【００６８】
この輝度エリアは、液晶パネル１１１のエリア全体を好きに等分割してよく、動きエリアと必ずしも一致させる必要はない。また、輝度エリアの垂直方向の数とスキャンエリアの垂直方向の数も同様に、必ずしも一致させる必要はない。本実施の形態において、輝度エリアは、簡単のため、動きエリアと同様の分割の様相としている。これは以降の実施の形態でも同様である。
【００６９】
＜１−１−３−５．輝度指令値決定部＞
輝度指令値決定部１３６は、特徴量検出部１３５によって検出された特徴量に基づいて、各発光エリアの輝度指令値を決定する。具体的には、例えば、輝度指令値決定部１３６は、所定の特性を有する変換テーブルや変換関数などを用いて、検出された特徴量から、各発光エリアが発光すべき輝度値（輝度指令値）を算出する。輝度指令値は、発光デューティが１００％のときを基準としたものである。本実施の形態においては、輝度エリアと発光エリアが１対１で対応している。そのため、輝度指令値決定部１３６は、個々の輝度エリアの特徴量に基づいて、対応する個々の発光エリアへの輝度指令値を決定する。但し、動きエリア、輝度エリア、およびスキャンエリアの選び方によっては、複数の発光エリアが１つの輝度エリアに含まれる場合もありうる。この場合は、複数の発光エリアに対して同じ特徴量に基づいて輝度指令値を決定することになる。
【００７０】
＜１−１−３−６．デューティ補正部＞
デューティ補正部１３７は、輝度指令値決定部１３６によって決定された輝度指令値を、デューティ決定部１３４によって決定された発光デューティに基づいて補正する。具体的には、例えば、デューティ補正部１３７は、乗算器で構成されており、輝度指令値決定部１３６によって決定された輝度指令値にデューティ決定部１３４によって決定された発光デューティを重畳（乗算）して、最終的な発光デューティである補正デューティを決定する。すなわち、デューティ補正部１３７は、動き量検出により得られた発光デューティを用いて、ローカルディミングで得られた輝度指令値に対する正規化（補正）を行い、結果を補正デューティとして出力する。より詳しくは、例えば、発光デューティが１２ビットで、輝度指令値も１２ビット、ＬＥＤドライバ１２３のデューティ分解能が１２ビットの場合、発光デューティと輝度指令値との乗算結果は２４ビットとなる。そのため、上位１２ビットのみを取り出すことで正規化を行う。上位１２ビットのみを取り出すことは、４０９６で除算し、正規化することと等価である。特別な除算器を用いて除算しているわけではないため、ここでは、デューティ補正部１３７は単に乗算器を用いて乗算すると記載している。
【００７１】
デューティ補正部１３７は、決定したデューティを示すディジタルデータを生成し、これを照明部１２０のＬＥＤドライバ１２３との通信制御を行うドライバコントローラ１３９を経由し、ＬＥＤドライバ１２３に出力する。これにより、発光エリア毎にデューティが駆動条件として指定される。
【００７２】
＜１−１−３−７．スキャン制御部＞
スキャン制御部１３８は、画像信号の垂直同期信号を基準とするタイミングで、スキャンエリア毎の点灯開始基準信号を生成する。この信号データは、発光エリアの水平方向のエリアに対しては同一の値を、垂直方向のエリアに対しては、発光エリアの垂直エリア数とスキャンエリア数に依存しながら、これを照明部１２０のＬＥＤドライバ１２３との通信制御を行うドライバコントローラ１３９を経由し、ＬＥＤドライバ１２３に出力する。これにより、ＬＥＤドライバ１２３は、所望のスキャンタイミングで、指定された補正デューティと発光波高値に基づいてＬＥＤを点灯制御する。
【００７３】
ここで、図２０のＬＥＤ駆動パルスＡに示すように、本実施の形態においては、ＰＷＭコントローラ１４４は、液晶パネル１１１の書き込み１フレーム周期につき１個のパルスを有するように、ドライバコントローラ１３９によりＰＷＭクロックを供給される。ＬＥＤ駆動パルスＡは、図２０における２つの連続するフレーム期間において同じ平均輝度である。これにより、デューティ狭窄化による残像低減効果を最大化することができる。結果として、スキャン制御部１３８により、液晶パネル１１１の各画素が更新走査されるタイミングに上記駆動パルスのタイミングを同期したバックライトスキャンを行うことができる。
【００７４】
また、図２０のＬＥＤ駆動パルスＢに示すような駆動パルスを供給してもよい。ＬＥＤ駆動パルスＢは、図２０における２つの連続するフレーム期間において同じ平均輝度である。ＬＥＤ駆動パルスＢは複数のパルスを有するが、パルスの発生期間がＬＥＤ駆動パルスＡのＯＮ期間に対応している。したがって、ＬＥＤ駆動パルスＡは、その包絡線で考えると、ＬＥＤ駆動パルスＡと同様の効果を有することが容易に想像される。
【００７５】
図２１Ａは、ＬＥＤドライバ１２３から出力されるＬＥＤ駆動パルスの一例を示す。ここでは、図２１Ｂに示すように４つの発光エリア１１、２１、３１、４１について決定された駆動デューティがいずれも同一で５０％であるときに出力される駆動パルスが示されている。画像走査が、画像エリア１１、画像エリア２１、画像エリア３１、画像エリア４１の順番であるため、バックライトスキャンも、発光エリア１１、発光エリア２１、発光エリア３１、発光エリア４１の順番である。
【００７６】
図２１Ａに示す例では、各画像エリア１１、２１、３１、４１の画像走査期間において、対応する発光エリア１１、２１、３１、４１が消灯するタイミングが制御されているため、動画解像度を向上させることができる。
【００７７】
図２２Ａは、ＬＥＤドライバ１２３から出力されるＬＥＤ駆動パルスの他の例を示す。ここでは、図２２Ｂに示すように４つの発光エリア１１、２１、３１、４１について決定された駆動デューティが互いに異なっているときに出力される駆動パルスが示されている。図２２Ａから分かるように、各発光エリア１１、２１、３１、４１の駆動デューティを変えるときは、各発光エリア１１、２１、３１、４１の駆動パルスにおいて、立ち下がり位相を変えずに立ち上がり位相を変えるのがより効果的である。なぜなら、その方が液晶の応答がより完了している期間、対応する画素を照明できるためである。
【００７８】
なお、ＬＥＤドライバとしては、図２３に示すようなものもある。図２３のＬＥＤドライバ１２３ａは、通信Ｉ／Ｆ１４１からスキャンタイミングに関する情報を受け取るのではなく、ＰＷＭコントローラ１４４ａの内部カウンタリセット信号を位相制御端子なる外部端子として持つ。この場合、位相制御端子に対する信号はスキャン制御部１３８から直接供給されることとなり、図３の構成は図２４の構成に変更される。図２４の構成によれば、位相制御端子によってＰＷＭパルスの開始位相が制御されることとなり、所望のバックライトスキャンが実現されることとなる。
【００７９】
＜１−１−３−８．ドライバコントローラ＞
ドライバコントローラ１３９は、ディジタルデータで送られてきた発光波高値、補正デューティ、およびスキャンタイミングを、ＬＥＤドライバ１２３が要求する通信仕様プロトコルでエンコードし、ＬＥＤドライバ１２３に送信する。このプロトコルとしては、Ｉ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）やＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）、ＲＳＤＳ（Reduced Swing Differential Signaling）などのシリアル通信が用いられるのが一般的である。
【００８０】
なお、スキャンタイミングについては、データを送信するタイミングそのものがＰＷＭコントローラへの点灯開始信号となるＬＥＤドライバもある。この場合、各ＬＥＤドライバに対して、対応するバックライトスキャンのタイミングで、発光波高値と補正デューティのデータを送信することとなる。
【００８１】
また、ドライバコントローラ１３９は、ＬＥＤドライバ１２３のＰＷＭコントローラ１４４の動作クロックを、液晶パネル１１１の書き込み１フレーム周期につき１個のパルスを有するように、供給する。
【００８２】
なお、発光波高値と補正デューティは、必ずしも発光エリア数分ドライバコントローラ１３９に入力されるわけではない。発光波高値は、動きエリア数分、補正デューティは、動きエリアと輝度エリアを仮想的に重ね合わせた際の最小単位で、液晶パネル１１１のエリア全体を等分した数分、それぞれ入力する。複数の水平方向または垂直方向のエリアにまたがった発光エリアに対して同一のデータを送信する必要がある場合、入力されるデータは必要最低限とし、必要となるデータのコピー制御をドライバコントローラ１３９で代替することにより、発光波高値や補正デューティの演算不可を減らすことが可能である。同様の制御は、デューティ補正部１３７でも行うことが可能である。この場合、必要最低限のエリア数分の発光デューティをデューティ補正部１３７に送り、デューティ補正部１３７が必要に応じてコピー制御するとよい。
【００８３】
以上、液晶表示装置１００の構成について説明した。
【００８４】
＜１−２．液晶表示装置の動作＞
次に、上記構成を有する液晶表示装置１００の全体において実行される動作（全体動作）について、本発明の特徴的な動作を中心に説明する。
【００８５】
＜１−２−１．全体動作＞
本実施の形態では、動きエリア、スキャンエリア、および輝度エリアのエリア境界を合成した際、仮想的に合成したエリア境界によって生成される最小エリア単位で発光部１２１を制御する。この発光部１２１の各エリアを発光エリアとし、発光エリア毎に個別に指定された駆動パルスのデューティと波高値とを含む駆動条件に従って、複数の発光エリアを個別に駆動する。
【００８６】
まず、動き量検出部１３１で、入力した画像信号に基づいて画像の動き量を動きエリア単位で検出する。検出された動き量は、輝度制御部１３２に出力される。
【００８７】
そして、輝度制御部１３２で、動き量検出部１３１で検出された動き量に基づいて、各発光エリアの発光波高値および発光デューティを決定する。その際、本実施の形態では、波高値の調整分解能が低いことに起因する画質低下を防止するため、まずは一般的にＬＥＤドライバの調整分解能が低い発光波高値を決定し、その後、調整分解能が高い方である発光デューティを決定する。具体的には、まず、波高値決定部１３３で、動き量検出部１３１で検出された動き量に所定の変換式（例えば、図１４Ｂ参照）を適用することにより、発光エリア毎に発光波高値を決定する。その後、デューティ決定部１３４で、波高値決定部１３３で発光エリア毎に決定された発光波高値に所定の変換式（例えば、図１４Ａ参照）を適用することにより、発光エリア毎に発光デューティを決定する。ここでは、動き量が小さいほど発光デューティを大きく、動き量が大きいほど発光デューティを小さく制御するとともに、発光波高値と発光デューティの結果としての発光輝度を所定の値に保持するように、発光波高値と発光デューティを制御する。波高値決定部１３３で決定された発光波高値は、ドライバコントローラを経由して照明部１２０のＬＥＤドライバ１２３に出力され、また、デューティ決定部１３４で決定された発光デューティは、デューティ補正部１３７に出力される。
【００８８】
一方、特徴量検出部１３５では、入力した画像信号の特徴量を輝度エリア単位で検出する。検出された特徴量は、輝度指令値決定部１３６に出力される。そして、輝度指令値決定部１３６で、特徴量検出部１３５で検出された特徴量に基づいて、各発光エリアの輝度指令値を決定する。決定された輝度指令値は、デューティ補正部１３７に出力される。
【００８９】
そして、デューティ補正部１３７で、輝度指令値決定部１３６で決定された輝度指令値を、デューティ決定部１３４で決定された発光デューティに基づいて補正する。具体的には、輝度指令値決定部１３６で決定された輝度指令値に、デューティ決定部１３４で決定された発光デューティに対して正規化して、最終的な発光デューティである補正デューティを決定する。決定された補正デューティは、ドライバコントローラ１３９を経由して照明部１２０のＬＥＤドライバ１２３に出力される。その際、本実施の形態では、バックライトスキャンとローカルディミングとを組み合わせた場合のマイナスの相乗効果を解消するために、ＬＥＤ点灯時間に対するＬＥＤドライバ１２３へのデューティ指令値（補正デューティ）の分解能に疎密を設けている（例えば、図１６参照）。
【００９０】
一方、スキャン制御部１３８は、垂直同期信号を基準とするタイミングで、スキャンエリア毎の点灯開始基準信号を生成する。これを照明部１２０のＬＥＤドライバ１２３との通信制御を行うドライバコントローラ１３９を経由し、ＬＥＤドライバ１２３に出力する。
【００９１】
ドライバコントローラ１３９は、発光波高値、補正デューティ、およびスキャンタイミングを示す点灯開始基準信号に基づいて、ＬＥＤドライバ１２３の通信Ｉ／Ｆ１４１が要求するプロトコルでエンコードしたシリアルデータを生成し、ＬＥＤドライバ１２３に送信する。これにより、ＬＥＤドライバ１２３は、所望のスキャンタイミングで、指定された補正デューティと発光波高値に基づいてＬＥＤを点灯制御する。また、ＬＥＤドライバ１２３のＰＷＭコントローラ１４４の動作クロックを、液晶パネル１１１の書き込み１フレーム周期につき１個のパルスを有するように、供給する。
【００９２】
これにより、発光エリア毎のＬＥＤは、所望の発光波高値、補正デューティ、および駆動タイミングで、ＰＷＭ駆動されることとなる。
【００９３】
このように、本実施の形態によれば、バックライトスキャンにおいて、検出された動き量に基づいて駆動パルスのデューティと波高値を決定する際に、調整分解能が低い方（波高値）を先に決定した後、調整分解能が高い方（デューティ）を決定する。このため、波高値の階調誤差を、後でデューティ決定時に吸収することができる。したがって、分割されたエリア毎に駆動パルスのデューティと波高値の双方を制御する場合において、双方の調整分解能に差があったとしても、輝度の変化を防止して画質を改善することができる。
【００９４】
また、本実施の形態によれば、ＬＥＤ点灯時間（ＬＥＤドライバ１２３からの実際の出力制御値）に対するＬＥＤドライバ１２３へのデューティ指令値の分解能に疎密を設けて、ＬＥＤ点灯時間に対するデューティ指令値の分解能が、デューティ指令値が大きいほど疎であり、小さいほど密であるように設定する。このため、輝度を一定に保持することができるデューティと波高値の組合せをより多く、より広くとることができる。したがって、バックライトスキャンとローカルディミングとを組み合わせた場合のマイナスの相乗効果（波高値が大きいときに、デューティの１ＬＳＢの変化による輝度変化がさらに大きくなる）を解消することができ、バックライトスキャンとローカルディミングとを組み合わせた場合においても、輝度の変化を防止して画質を改善することができる。
【００９５】
なお、本実施の形態では、動きエリアと輝度エリアの分割の様相が等しく、また、スキャンエリア数と動きエリアの垂直エリア数とが等しい場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、動きエリアとスキャンエリアの分割の様相が等しく（例えば、図８Ｃ参照）、輝度エリアの分割の様相がマトリクス状に複数分割されている場合についても、本発明は適用可能である。
【００９６】
また、本実施の形態では、スキャンエリアの数が複数（４つ）であるが、例えば、スキャンエリアの数は１つであってもよい。このような構成によれば、バックライトスキャンに代えて画面全体でバックライトのＯＮ／ＯＦＦ制御であるバックライトブリンク制御を実施することとなる。
【００９７】
また、本実施の形態では、デューティの分解能にのみ疎密を持たせているが、波高値の分解能に疎密を持たせたり、デューティの分解能と波高値の分解能の双方に疎密を持たせたりすることも可能である。
【００９８】
また、本実施の形態では、デューティの調整分解能よりも波高値の調整分解能の方が低い場合を例にとって説明したが、本実施の形態は、デューティの調整分解能と波高値の調整分解能とが同等である場合にも適用可能である。
【００９９】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態の液晶表示装置は、前述の実施の形態における液晶表示装置と同様の基本構成を有するものである。よって、前述の実施の形態において説明したものと同一のまたは対応する構成要素については同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略し、前述の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【０１００】
本実施の形態では、バックライトスキャンとローカルディミングとを組み合わせた構成において、動きに応じて先に駆動パルスの駆動デューティを決定する場合について説明する。
【０１０１】
＜２−１．液晶表示装置の構成＞
図２５は、本実施の形態における液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図２５に示す液晶表示装置２００は、駆動制御部１３０の代わりに駆動制御部２１０を有する。駆動制御部２１０は、動き量検出部１３１、輝度制御部２１１、特徴量検出部１３５、輝度指令値決定部１３６、デューティ補正部１３７、スキャン制御部１３８、およびドライバコントローラ１３９を有する演算処理装置であり、画像エリア毎の入力画像信号に基づいて、発光エリア毎に駆動パルスのデューティと波高値とを含む駆動条件を制御する。輝度制御部２１１は、デューティ決定部２１２および波高値決定部２１３を有する。駆動制御部２１０において、輝度制御部２１１（デューティ決定部２１２および波高値決定部２１３）、デューティ補正部１３７ならびにスキャン制御部１３８の組合せは、発光エリア毎に駆動条件を指定する駆動条件指定部を構成する。
【０１０２】
＜２−１−１．輝度制御部＞
輝度制御部２１１は、動き量検出部１３１によって検出された動き量に基づいて、各発光エリアの発光波高値および発光デューティを決定する。本実施の形態では、波高値の調整分解能よりもデューティの調整分解能の方が低いため、実施の形態１と異なり、発光デューティを決定した後、発光波高値を決定する。輝度制御部２１１は、デューティ決定部２１２と波高値決定部２１３を有する。
【０１０３】
デューティ決定部２１２は、動き量検出部１３１によって検出された動き量に基づいて、各発光エリアの発光デューティを決定する。具体的には、デューティ決定部２１２は、画像エリア毎に検出された動き量に所定の変換式を適用することにより、発光エリア毎に発光デューティを算出し、これを発光エリア毎に指定する発光デューティとして決定する。例えば、動き量が大きい程発光デューティが５０％に近く、動き量が小さいほど１００％に近く、どのような動き量が入力されても見かけの動画解像度が一定となるように調整した変換関数を通す。
【０１０４】
波高値決定部２１３は、デューティ決定部２１２によって決定された発光デューティに基づいて、各発光エリアの発光波高値を決定する。具体的には、波高値決定部２１３は、発光エリア毎に決定された発光デューティに所定の変換式を適用することにより、発光エリア毎に発光波高値を算出し、これを発光エリア毎に指定する発光波高値として決定する。ここで、所定の変換式は、例えば、測定から求めた理想の輝度保持曲線である。波高値決定部２１３は、このような輝度保持曲線を用いて、発光エリア毎に決定された発光デューティから、輝度を同一に保持することができる発光波高値を算出する。
【０１０５】
このように、本実施の形態によれば、バックライトスキャンにおいて、検出された動き量に基づいて駆動パルスのデューティと波高値を決定する際に、調整分解能が低い方（デューティ）を先に決定した後、調整分解能が高い方（波高値）を決定する。このため、デューティの階調誤差を、後で波高値決定時に吸収することができる。したがって、分割されたエリア毎に駆動パルスのデューティと波高値の双方を制御する場合において、双方の調整分解能に差があったとしても、輝度の変化を防止して画質を改善することができる。
【０１０６】
また、本実施の形態では、波高値の調整分解能よりもデューティの調整分解能の方が低い場合を例にとって説明したが、本実施の形態は、波高値の調整分解能とデューティの調整分解能とが同等である場合にも適用可能である。
【０１０７】
（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態の液晶表示装置は、前述の実施の形態における液晶表示装置と同様の基本構成を有するものである。よって、前述の実施の形態において説明したものと同一のまたは対応する構成要素については同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略し、前述の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【０１０８】
本実施の形態では、輝度指令値に基づいて画像信号を補正する場合について説明する。
【０１０９】
＜３−１．液晶表示装置の構成＞
図２６は、本実施の形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図２６に示す液晶表示装置３００は、図３に示す実施の形態１における液晶表示装置１００の構成に加えて、画像信号補正部３１０を有する。
【０１１０】
＜３−１−１．画像信号補正部＞
画像信号補正部３１０は、輝度指令値決定部１３６によって決定された輝度指令値に基づいて、液晶パネル部１１０に入力される画像信号を補正する。具体的には、画像信号補正部３１０は、画像信号の特徴量に基づいて決定された発光エリア毎の輝度指令値を用いて、液晶パネル部１１０に入力される画像信号を補正する。これにより、液晶パネル部１１０に入力される画像信号は、各画像エリアに対応する発光部１２１の発光エリアの輝度指令値に応じて、最適化される。したがって、よりコントラスト感や諧調感などがある画像を表示することが可能となる。
【０１１１】
このように、本実施の形態によれば、液晶パネル１１１の背面を照明する発光部１２１の発光輝度を勘案して、液晶パネル部１１０に入力される画像信号を最適化するため、よりコントラスト感や諧調感などがある映像を表示することができる。
【０１１２】
以上、本発明の各実施の形態について説明した。なお、以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されない。すなわち、上記各実施の形態において説明した装置の構成および動作は単なる例示であり、これらを本発明の範囲において部分的に変更、追加および削除できることは明らかである。
【０１１３】
例えば、上記各実施の形態では、本発明を液晶表示装置に適用した場合を例にとって説明している。しかし、光変調部が、液晶パネルとは異なる表示部を有するものであっても、非自発光型の構成であれば、他の構成を採用することもできる。すなわち、本発明は、液晶表示装置以外の非自発光型の表示装置にも適用可能である。
【０１１４】
また、上記各実施の形態では、本発明を、動きエリア毎にＬＥＤの駆動デューティと駆動電流を制御する基本構成に対して、バックライトスキャンとローカルディミングとを組み合わせた構成に適用した場合を例にとって説明した。しかし、ローカルディミングの部分がなく、バックライトスキャンの部分のみでも本発明は適用可能である。
【０１１５】
さらには、動きエリア毎にＬＥＤの駆動デューティと駆動電流を制御する基本構成のみであっても本発明は適用可能である。すなわち、分割されたエリア毎に駆動デューティと駆動電流の双方を制御する構成を有していれば本発明は適用可能である。
【０１１６】
また、上記各実施の形態において、ＬＥＤドライバのＰＷＭコントローラ部に相当する部位を持たず、ドライバコントローラが代わりに持つ場合、あるいは、ＬＥＤドライバが単なる定電流回路であり、ＰＷＭコントローラおよびＤＡＣをドライバコントローラが代わりに有する（つまり、通信Ｉ／Ｆは不要）場合でも、本発明は適用可能である。ＰＷＭコントローラの分解能に対し、ＤＡＣの分解能を増やすことに関しては、同様の課題を有するためである。
【０１１７】
２００９年１０月２日出願の特願２００９−２３０７３３の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
【産業上の利用可能性】
【０１１８】
本発明のバックライト装置および表示装置は、分割されたエリア毎に駆動デューティと駆動電流の双方を制御する場合において、双方の調整分解能に差があったとしても、輝度の変化を防止して画質を改善することができるという効果を有し、特に、バックライトスキャン方式およびバックライトスキャンとローカルディミングとを組み合わせた方式のバックライト装置および表示装置として有用である。
【符号の説明】
【０１１９】
１００、１００ａ、２００、３００  液晶表示装置
１１０  液晶パネル部
１１１  液晶パネル
１１２  ソースドライバ
１１３  ゲートドライバ
１１４  液晶コントローラ
１２０  照明部
１２１  発光部
１２２  ＬＥＤ
１２３、１２３ａ  ＬＥＤドライバ
１３０、２１０  駆動制御部
１３１  動き量検出部
１３２、２１１  輝度制御部
１３３、２１３  波高値決定部
１３４、２１２  デューティ決定部
１３５  特徴量検出部
１３６  輝度指令値決定部
１３７  デューティ補正部
１３８  スキャン制御部
１３９  ドライバコントローラ
１４１  通信Ｉ／Ｆ
１４２  ＤＡＣ
１４３  定電流回路
１４４、１４４ａ  ＰＷＭコントローラ
１４５  スイッチ
１５１  １Ｖ遅延部
１５２  マクロブロック動き量演算部
１５３  最大値算出部
【図１】
2011040010.tif 000003
【図２】
2011040010.tif 000004
【図３】
2011040010.tif 000005
【図４】
2011040010.tif 000006
【図５】
2011040010.tif 000007
【図６】
2011040010.tif 000008
【図７】
2011040010.tif 000009
【図８Ａ】
2011040010.tif 000010
【図８Ｂ】
2011040010.tif 000011
【図８Ｃ】
2011040010.tif 000012
【図９】
2011040010.tif 000013
【図１０Ａ】
2011040010.tif 000014
【図１０Ｂ】
2011040010.tif 000015
【図１１Ａ】
2011040010.tif 000016
【図１１Ｂ】
2011040010.tif 000017
【図１２】
2011040010.tif 000018
【図１３】
2011040010.tif 000019
【図１４】
2011040010.tif 000020
【図１５】
2011040010.tif 000021
【図１６】
2011040010.tif 000022
【図１７】
2011040010.tif 000023
【図１８】
2011040010.tif 000024
【図１９】
2011040010.tif 000025
【図２０】
2011040010.tif 000026
【図２１】
2011040010.tif 000027
【図２２】
2011040010.tif 000028
【図２３】
2011040010.tif 000029
【図２４】
2011040010.tif 000030
【図２５】
2011040010.tif 000031
【図２６】
2011040010.tif 000032
【手続補正書】
【提出日】平成23年1月24日(2011.1.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライト装置、およびバックライト装置を用いる表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置に代表される非自発光型の表示装置は、背面にバックライト装置（以下、単に「バックライト」ともいう）を有する。これらの表示装置は、バックライトから照射される光の反射量または透過量を画像信号に応じて調整する光変調部を介して画像を表示する。これらの表示装置においては、ホールド型駆動の表示装置にみられる動画ボケを改善するために、画像の走査に同期させて光源の間欠点灯が行われる。
【０００３】
一般に、このような間欠点灯としては、所定のタイミングでバックライトの発光エリア全面をフラッシュさせる方式（一般に「バックライトブリンク」と呼ばれる）と、バックライトの発光エリアを図１のように垂直方向に複数のスキャンエリアに分割し、図２に示すように画像の走査に同期して個々のスキャンエリアを順次フラッシュさせる方式（一般に「バックライトスキャン」と呼ばれる）とがある。
【０００４】
例えば特許文献１に記載されているバックライトブリンク方式の液晶表示装置では、入力画像が静止画か動画かを判別して光源の駆動デューティ（以下「デューティ」ともいう）および駆動電流（以下「波高値」ともいう）を制御する。
【０００５】
例えば特許文献２に記載されているバックライトスキャン方式の液晶表示装置では、画像の動きの大きさに応じてスキャンエリア単位で光源の駆動デューティを制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３５３５７９９号公報
【特許文献２】特開２００６−３２３３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献２記載の液晶表示装置においては、入力画像が動画であっても、一部のスキャンエリアに対応する一部の画像エリアにおける部分画像が動いていなければ、そのスキャンエリアについては駆動デューティを下げずに維持する。すなわち、一部のスキャンエリアでは駆動デューティを下げず、他のスキャンエリアでのみ駆動デューティを下げることにより、動画ボケを抑えて動画解像度を上げることができる。
【０００８】
この場合において、全スキャンエリアの輝度を同一に維持するためには、駆動デューティを下げるスキャンエリアについては駆動電流を相対的に増大させる必要がある。
【０００９】
このように駆動デューティと駆動電流の双方の組合せによって輝度制御を行う場合、双方の調整分解能に差があると、動きに対して輝度を同一に維持するための双方の最適な組合せの数は、調整分解能が低い方によって規律される。その結果、輝度制御において丸め誤差が発生し、輝度変化が視認され得る組合せが生じ得るという問題がある。
【００１０】
例えば、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を用いる場合、ＬＥＤの駆動には、一般に、ＬＥＤドライバと呼ばれるＬＥＤ駆動用ＩＣ（Integrated Circuit）が用いられる。ＬＥＤドライバは、ディジタル的に設定された駆動デューティと
駆動電流の指令値に基づいて、ＬＥＤをパルス幅変調（ＰＷＭ：Pulse Width modulation）で駆動する。ＬＥＤドライバは、一般に、駆動デューティについては１０２４段階（１０ビット）〜４０９６段階（１２ビット）で調整可能であるものの、駆動電流については６４段階（６ビット）〜２５６段階（８ビット）でしか調整できないものがほとんどである。したがって、動きに対して「輝度を同一に維持する際に誤差の少ない」駆動デューティと駆動電流の組合せの数は、調整段階（階調）が少ない（つまり、調整分解能が低い）方である駆動電流によって規律される。例えば、駆動デューティが４０９６段階、駆動電流が２５６段階でそれぞれ調整可能な場合、可能な組合せの数は２５６となろう。したがって、この場合、従来通常考えられるように、動きに応じて駆動デューティを決定した後、輝度を同一に維持するための駆動電流を決定すると、駆動デューティは４０９６段階の細かさで決定されるものの、駆動電流は、階調が２５６段階しかないため、多くの場合、最も近い値を選択するしかない（丸め誤差の発生）。その結果、いくつかの駆動デューティの値では、人間の目で輝度の変化が認識されてしまう組合せが生じ、画質が低下し得る。
【００１１】
このように、例えばスキャンエリアのように分割されたエリア毎に駆動デューティと駆動電流の双方を制御し得るバックライト装置にあっては、双方の調整分解能の差に起因して、輝度変化による画質低下が生じ得るという問題がある。
【００１２】
本発明の目的は、分割されたエリア毎に駆動デューティと駆動電流の双方を制御する場合において、双方の調整分解能に差があったとしても、輝度の変化を防止して画質を改善することができるバックライト装置および表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のバックライト装置は、複数の発光エリアを有する発光部と、各々が少なくとも１つ以上の前記発光エリアに対応する複数の動きエリアの各々における画像の動き量を検出する動き量検出部と、前記複数の発光エリアの各々を発光させるための駆動パルスのデューティと波高値とを含む駆動条件を、検出された動き量に基づいて指定する駆動条件指定部と、指定された駆動条件に従って前記複数の発光エリアの各々を駆動する駆動部と、を有し、前記駆動条件指定部は、前記駆動パルスのデューティと波高値のうち、発光輝度に対する前記駆動部の調整分解能が低い方を第１パラメータ、高い方を第２パラメータとして、前記検出された動き量に基づいて前記第１パラメータの値を決定した後、決定した第１パラメータの値に基づいて第２パラメータの値を決定する。
【００１４】
本発明の表示装置は、上記バックライト装置と、上記複数の発光エリアからの照明光を画像信号に応じて変調することにより、画像を表示する光変調部と、を有する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、分割されたエリア毎に駆動デューティと駆動電流の双方を制御する場合において、双方の調整分解能に差があったとしても、輝度の変化を防止して画質を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来のスキャンエリアの一例を示す図
【図２】従来のバックライトスキャン方式を説明するための図
【図３】本発明の実施の形態１に係る表示装置としての液晶表示装置の構成を示すブロック図
【図４】図４Ａは、画像エリアを説明するための、動きエリアを示す図、図４Ｂは、画像エリアを説明するための、輝度エリアを示す図、図４Ｃは、画像エリアを説明するための、スキャンエリアを示す図、図４Ｄは画像エリアを示す図
【図５】本実施の形態における液晶パネルの画像エリアおよびスキャンエリアを示す図
【図６】本実施の形態における表示部の発光エリアを示す図
【図７】本実施の形態におけるＬＥＤドライバの構成の一例を示すブロック図
【図８Ａ】動きエリア数がスキャンエリア数の整数倍である場合の、スキャンエリアと動きエリアとの組合せの例を示す図
【図８Ｂ】スキャンエリア数が動きエリア数の整数倍である場合の、スキャンエリアと動きエリアとの組合せの例を示す図
【図８Ｃ】スキャンエリア数と動きエリア数が一致する場合の、スキャンエリアと動きエリアとの組合せの例を示す図
【図９】本発明の原理を説明するための図であって、平均輝度を一定に保つことができるデューティと波高値との関係を示す概略図
【図１０Ａ】本発明の原理を説明するための図であって、平均輝度を一定に保つことができるデューティと波高値との関係の一例を具体的に示す図
【図１０Ｂ】図１０Ａの座標軸を交換した図
【図１１Ａ】本発明の原理を説明するための図であって、本発明の輝度制御方法のイメージを説明するための、低分解能の輝度制御と高分解能の輝度制御とを示す図
【図１１Ｂ】本発明の原理を説明するための図であって、本発明の輝度制御方法のイメージを説明するための、輝度調整の順序を示す図
【図１２】図１２Ａは、本発明の原理を説明するための図であって、波高値が大きくなるほどデューティを１段階変化させる毎の輝度変化幅が大きくなることを説明するための、デューティと波高値との変化の関係を示す図、図１２Ｂは、本発明の原理を説明するための図であって、波高値が大きくなるほどデューティを１段階変化させる毎の輝度変化幅が大きくなることを説明するための、波形の例を示す図
【図１３】本発明の原理を説明するための図であって、波高値が大きい部分では、デューティによる微調整でも輝度が合わない場合があることを示す図
【図１４】図１４Ａは、本発明の原理を説明するための図であって、波高値の範囲の制限を説明するための、実施可能なデューティの範囲を示す図、図１４Ｂは、本発明の原理を説明するための図であって、波高値の範囲の制限を説明するための、動き量から波高値への変換を示す図、図１４Ｃは、本発明の原理を説明するための図であって、波高値の範囲の制限を説明するための、制限された波高値の範囲を示す図
【図１５】図１５Ａは、本発明の原理を説明するための図であって、バックライトスキャンとローカルディミングとを組み合わせた場合のマイナスの相乗効果を説明するための、発光デューティおよび波高値の一例を示す図、図１５Ｂは、本発明の原理を説明するための図であって、バックライトスキャンとローカルディミングとを組み合わせた場合のマイナスの相乗効果を説明するための、図１５Ａと異なる発光デューティおよび波高値の例を示す図、図１５Ｃは、本発明の原理を説明するための図であって、バックライトスキャンとローカルディミングとを組み合わせた場合のマイナスの相乗効果を説明するための、図１５Ａの例の輝度変化と図１５Ｂの例の輝度変化との比較結果を示す図
【図１６】本発明の原理を説明するための図であって、デューティの分解能に疎密を設けた場合を説明するための図
【図１７】図１７Ａは、本発明の原理を説明するための図であって、波高値とデューティとの関係を示す図においてデューティの分解能に疎密を設けていない場合を説明するための図、図１７Ｂは、本発明の原理を説明するための図であって、波高値とデューティとの関係を示す図においてデューティの分解能に疎密を設けた場合を説明するための図
【図１８】本実施の形態における画像エリアから細分化されたマクロブロックを示す図
【図１９】本実施の形態における動き量検出部の構成を示すブロック図
【図２０】本実施の形態におけるＬＥＤ駆動パルスと１フレーム期間との関係を示す図
【図２１】図２１Ａは、本実施の形態におけるＬＥＤドライバから出力されるＬＥＤ駆動パルスの一例を示す図、図２１Ｂは、図２１Ａに示すＬＥＤ駆動パルスのデューティを示す図
【図２２】図２２Ａは、本実施の形態におけるＬＥＤドライバから出力されるＬＥＤ駆動パルスの他の例を示す図、図２２Ｂは、図２２Ａに示すＬＥＤ駆動パルスのデューティを示す図
【図２３】本実施の形態におけるＬＥＤドライバの構成の他の例を示すブロック図
【図２４】図２３のＬＥＤドライバを有する液晶表示装置の構成を示すブロック図
【図２５】本発明の実施の形態２に係る表示装置としての液晶表示装置の構成を示すブロック図
【図２６】本発明の実施の形態３に係る表示装置としての液晶表示装置の構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、各実施の形態では、表示装置として、液晶パネルの背面からＬＥＤの光を直接照射するＬＥＤ直下型バックライト方式の液晶表示装置を例にとって説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について説明する。
【００１９】
本実施の形態では、バックライトスキャンとローカルディミングとを組み合わせた構成において、動きに応じて先に駆動パルスの駆動電流（波高値）を決定する場合について説明する。ここで、バックライトスキャンとは、上記のように、画像の走査に同期して個々のスキャンエリアを順次消灯させることにより残像（動画ボケ）を低減する技術であり、ローカルディミングとは、画像に合わせて発光エリア毎に輝度を制御することによりコントラストを向上させる技術である。
【００２０】
＜１−１．液晶表示装置の構成＞
まずは、液晶表示装置の構成について説明する。図３は、本実施の形態における液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図３に示す液晶表示装置１００は、液晶パネル部１１０、照明部１２０および駆動制御部１３０を有する。照明部１２０および駆動制御部１３０の組合せは、バックライト装置を構成する。
【００２１】
以下、各部の構成について詳細に説明する。
【００２２】
＜１−１−１．液晶パネル部＞
液晶パネル部１１０は、液晶パネル１１１、ソースドライバ１１２、ゲートドライバ１１３および液晶コントローラ１１４を有する。
【００２３】
液晶パネル部１１０は、画像信号が入力されると、液晶コントローラ１１４により制御されたタイミングで、ソースドライバ１１２およびゲートドライバ１１３から、表示部としての液晶パネル１１１の各画素に信号電圧が与えられ、透過率が制御される。よって、液晶パネル１１１は、液晶パネル１１１の背面から照射される照明光を画像信号に応じて変調することができ、これにより画像を多数の画素からなる画像エリアに表示させることができる。すなわち、液晶パネル部１１０は、光変調部を構成する。
【００２４】
ここで、図３において液晶パネル１１１の画像表示を行うエリア（以下「画像エリア」と呼ぶ）が破線で区切られているが、これは、液晶パネル１１１が複数の画像エリアを有することを明示するものであり、液晶パネル１１１が構造的に分割されていたり画像中にこれらの線が表示されたりすることを意味するものではない。後述する動き量を検出する際に参照する単位であるエリア（以下「動きエリア」と呼ぶ）間の仮想的な境界（図４Ａ参照）と、ローカルディミングを行うための特徴量を検出する単位であるエリア（以下「
輝度エリア」と呼ぶ）間の仮想的な境界（図４Ｂ参照）と、垂直方向に複数分けられたバックライトスキャンに対応するエリア（以下「スキャンエリア」と呼ぶ）間の仮想的な境界（図４Ｃ参照）とを、重ね合わせたものである。
【００２５】
本実施の形態では、例えば、図４Ｄに示すように液晶パネル１１１は、画像エリアとして、画面全体をマトリクス状に分割してなる１６（＝４×４）個の画像エリア１１〜４４を有するものとして説明を行う。
【００２６】
なお、液晶パネル１１１は、特に限定はしないが、ＩＰＳ（In Plane Switching）方式やＶＡ（Vertical Alignment）方式などを用いることができる。
【００２７】
＜１−１−２．照明部＞
照明部１２０は、液晶パネル１１１に画像を表示させるための照明光を発光し、液晶パネル１１１の背面側から液晶パネル１１１に照明光を照射する。
【００２８】
照明部１２０は、発光部１２１を有する。発光部１２１は、いわゆる直下型の構成を採るものであり、液晶パネル１１１の背面に対向配置され、液晶パネル１１１に向けて発光するよう多数の点状光源を液晶パネル１１１の背面に沿って平面状に並べて配置することにより構成されている。よって、発光部１２１は、光源から発せられて背面側から入射された光を、前面側から出射する。
【００２９】
本実施の形態では、点状光源としてＬＥＤ１２２が用いられる。ＬＥＤ１２２は全て、白色光を発するものであり、互いに同一の駆動条件で駆動されれば互いに同一の輝度で発光するように構成されている。なお、各ＬＥＤ１２２は、単体で白色光を発するものであってもよいし、ＲＧＢの光を混色することにより白色光を発するように構成されたものであってもよい。
【００３０】
なお、点状光源として、ＬＥＤ以外のものを用いてもよいし、白色以外の光を発するものを用いてもよい。
【００３１】
ここで、図３において発光部１２１の光出射面が実線で区切られているが、これは、発光部１２１が実線で区切られた単位で個別に制御されることを意味している。発光部１２１は、液晶パネル１１１の動きエリア毎に動きを検出して、対応する発光部１２１のＬＥＤの駆動デューティと駆動電流を決定する。そのため、ＬＥＤは少なくとも対応する動きエリア単位で制御される必要がある。また、発光部１２１は、ローカルディミングを行うにあたって、液晶パネル１１１の輝度エリア単位で、対応する発光部１２１のＬＥＤの駆動デューティを制御する。そのため、ＬＥＤは少なくとも対応する輝度エリア単位で制御される必要がある。また、発光部１２１は、バックライトスキャンを行うにあたって、液晶パネル１１１のスキャンエリア毎に、対応する対応する発光部１２１のＬＥＤの点灯を制御する。そのため、ＬＥＤは少なくとも複数のタイミングでスキャンを行うスキャンエリア単位で制御される必要がある。本実施の形態では、発光部１２１は、図４Ｄに示す画像エリアの垂直方向４相に対応する、４相のスキャンエリアを図５に示すように有するものとする。図５に示す例において、画像エリア１１〜１４はスキャンエリア１に含まれ、画像エリア２１〜２４はスキャンエリア２に含まれ、画像エリア３１〜３４はスキャンエリア３に含まれ、画像エリア４１〜４４はスキャンエリア４に含まれる。
【００３２】
その結果として、発光部１２１のＬＥＤの制御単位であるエリア（以下「発光エリア」と呼ぶ）は、図６に示すようになる。発光部１２１は、光出射面全体をマトリクス状に分割してなる１６（＝４×４）個の発光エリア１１〜４４を有する。
【００３３】
なお、図４、図５、図６に示したこれらのエリア数は、説明の便宜のための単なる一例であり、もちろん、これに限定されない。
【００３４】
また、照明部１２０は、ＬＥＤ１２２を駆動する駆動部としてＬＥＤドライバ１２３を有する。ＬＥＤドライバ１２３は、発光エリア毎に独立して駆動することができるように、発光エリアと同数の駆動端子を有する。
【００３５】
図７は、ＬＥＤドライバ１２３の構成の一例を示す。ＬＥＤドライバ１２３は、特定の通信プロトコルに則って駆動制御部１３０から送信される波高値とデューティとスキャンタイミングに関する情報とをデコードする通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）１４１と、通信Ｉ／Ｆ１４１からの波高値データをアナログ信号である電流指令信号に変換するディジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ：Digital to Analog Converter）１４２と、電流指令信号に基づいて、直列接続された複数のＬＥＤ１２２に電流を供給する定電流回路１４３と、通信Ｉ／Ｆ１４１から受け取るデューティとスキャンタイミングに関するデータとに基づいてＰＷＭパルスを出力するＰＷＭコントローラ１４４と、ＰＷＭパルスで与えられるＯＮ／ＯＦＦ信号に従って、ＤＡＣ１４２から定電流回路１４３への電流指令信号の入力を可能にしまたは遮断するスイッチ１４５と、を有する。すなわち、ＬＥＤドライバ１２３は、スイッチ１４５がオンのときには、電流指令信号の信号電圧に比例する電流が定電流回路１４３からＬＥＤ１２２に供給され、スイッチ１４５がオフのときには、その電流供給が遮断されるように、構成されている。本実施の形態では、この構成が発光エリア毎に装備される。
【００３６】
上記構成により、ＬＥＤドライバ１２３は、発光エリア毎に個別に指定された駆動パルスのデューティ（ＯＮデューティ）と波高値とを含む駆動条件に従って、複数の発光エリアを個別に駆動して発光させることができる。また、ＬＥＤドライバ１２３は、スキャンのタイミングに関するデータに基づいてＰＷＭパルスの位相を制御することが可能であるため、発光エリア毎の駆動パルスの位相を制御可能であり、バックライトスキャンを行うことが可能である。このようにして、各発光エリアは、液晶パネル１１１に対応する画像エリアに対向配置された状態で、対向する画像エリアを主として照射する。ここで、「主として照射する」としたのは、対向していない画像表エリアにも一部の照明光が照射されることがあるためである。
【００３７】
＜１−１−３．駆動制御部＞
駆動制御部１３０は、動き量検出部１３１、輝度制御部１３２、特徴量検出部１３５、輝度指令値決定部１３６、デューティ補正部１３７、スキャン制御部１３８、およびドライバコントローラ１３９を有する演算処理装置であり、画像エリア毎の入力画像信号に基づいて、発光エリア毎に駆動パルスのデューティと波高値とを含む駆動条件を制御する。輝度制御部１３２は、波高値決定部１３３およびデューティ決定部１３４を有する。駆動制御部１３０において、輝度制御部１３２（波高値決定部１３３およびデューティ決定部１３４）、デューティ補正部１３７ならびにスキャン制御部１３８の組合せは、発光エリア毎に駆動条件を指定する駆動条件指定部を構成する。
【００３８】
＜１−１−３−１．発明の原理＞
ここで、駆動制御部１３０の各部を詳細に説明する前に、まずは本発明の原理を説明しておく。
【００３９】
上記のように、動画ボケを低減するためのバックライトスキャンでは、全スキャンエリアの輝度を同一に維持するために、駆動デューティを下げるスキャンエリアについては駆動電流を相対的に増大させる必要がある。
【００４０】
ここで、バックライトスキャンを行う際のスキャンタイミングを制御するエリア単位と、垂直方向に電流値が等しいエリア単位とは異なってもよい。すなわち、液晶パネル１１１上における動きエリアの垂直方向におけるエリア数とスキャンエリア数とは、必ずしも一致する必要はない。例えば、図８Ａに示すように前者が後者の整数倍であったり、図８Ｂに示すように後者が前者の整数倍であったりしてもよい。あるいは、整数倍以外であってもよく、スキャンエリア数を動きエリアの垂直方向におけるエリア数を基準としなくてもよい。但し、整数倍以外の場合や、スキャンエリア数を動きエリアの垂直方向におけるエリア数を基準としない場合などの構成は、発光エリアの垂直方向におけるエリア数の増加を抑制するためには好ましくない。
【００４１】
さらには、図８Ｃに示すように、動きエリアとスキャンエリアが一致してもよい。本実施の形態において、スキャンエリアは、特にスキャンタイミングが等しいエリア毎に画素エリアを分割したものを指す。
【００４２】
さて、バックライトスキャンとローカルディミングとを組み合わせた場合、第１段階として、動き量に基づいて最適な駆動デューティ（以下「発光デューティ」ともいう）を決定した後、この発光デューティに基づいて、輝度が変動しないような駆動電流（以下「発光波高値」ともいう）を決定し、第２段階として、ローカルディミングの輝度指令値を用いて、最適な発光デューティに対する正規化（補正）を行い、結果を補正デューティとして出力する、という動作が考えられる。
【００４３】
上記のように、バックライトの光源としてＬＥＤを用いる場合、ＬＥＤの駆動には、一般に、ディジタル的にデューティと波高値を設定すればその設定に基づいてＬＥＤをＰＷＭ駆動するＩＣであるＬＥＤドライバが用いられる。これは図７に示す通りである。ＬＥＤドライバは、一般に、デューティについては１０２４段階（１０ビット）〜４０９６段階（１２ビット）で調整可能であるものの、波高値については６４段階（６ビット）〜２５６段階（８ビット）でしか調整できないものがほとんどである。なぜなら、ＬＥＤドライバは、適応的に駆動電流（波高値）を変化させることを前提としておらず、通常は、ＩＣの外付け抵抗で大まかに電流値を設定した後、内部の６４段階（６ビット）〜２５６段階（８ビット）程度の調整機構で微調整することが想定されているためである。波高値の階調を上げるためには、高分解能のＤＡＣが必要であり、コストの増大は避けられない。
【００４４】
したがって、必然的に、上記のように、動きに対して「輝度を同一に維持する際に誤差の少ない」デューティと波高値の組合せの数は、調整段階（階調）が少ない（つまり、調整分解能が低い）方である波高値によって規律される。例えば、デューティが４０９６段階、波高値が２５６段階でそれぞれ調整可能な場合、可能な組合せの数は２５６となろう。ここで、デューティの変化幅は、相対的なものであり、液晶パネルに表示される画像の１フレーム（１Ｖ）周期の０〜１００％を４０９６分割したものである。厳密には４０９６分の１の期間を任意に設定可能であり、これを１Ｖ期間の４０９６分の１と設定するのが一般的である。また、波高値の変化幅は、ＬＥＤの電流−輝度特性や維持する輝度値などによって異なるが、デューティを１段階変化させるのに比べて、波高値を１段階変化させる方が、輝度変化は全体的に大きい。図９は、平均輝度を一定に保つことができるデューティと波高値との関係を示す概略図である。
【００４５】
上記のように、この場合、従来通常考えられるように、動きに応じてＯＦＦ時間（つまり、デューティ）を決定し、その後、輝度を同一に維持するための波高値を決定する、という順番で決定を行うと、デューティは４０９６段階の細かさで決定されるものの、波高値は、階調が２５６段階しかないため、多くの場合、最も近い値を選択するしかない（丸め誤差の発生）。その結果、いくつかのデューティの値では、人間の目で輝度の変化が認識されてしまう組合せが生じ、画質が低下し得る。
【００４６】
これを例を挙げて具体的に説明する。図１０Ａは、あるターゲットについて、測定により求めた、平均輝度を一定に保つことができるデューティと波高値との関係の一例を具体的に示す図である。図１０Ａ中の曲線Ａは、波高値をデューティの関数として表した近似曲線（波高値＝ｆ（デューティ））である。図１０Ｂは、図１０Ａの座標軸を交換した特性図である。なお、ここでは、簡単化のため、デューティは０〜１０段階、波高値は０〜５段階しか示していないが、これに限定されないことはもちろんである。
【００４７】
今、図１０Ａに示すように、同図中の白丸の位置で、各波高値の１ＬＳＢ（Least Significant Bit：最下位ビット）毎に、ほぼ同一の輝度とみなすことができるデューティと波高値の組合せが存在したとする。このとき、デューティが４、６、７、９、１０と決定されるような動き量が検出された場合、対応する波高値として、分解能的に所望の波高値をとることはできず、変換関数（曲線Ａの関数）を通しても、計算処理の都合上、丸められた波高値が得られる。しかし、波高値の分解能毎に輝度がほぼ同一の（人間の目には認識できない程度の）波高値とデューティの組合せをとることができれば、動き量から波高値を決定し、その後、波高値からデューティを決定することにより、上記の問題は発生しないはずである（図１０Ｂ参照）。
【００４８】
そこで、本発明では、バックライトスキャンにおけるデューティと波高値の最適な組合せを決定する際に、まず先に、動き量から、デューティと波高値のうち、調整分解能が低い方（ここでは波高値）を決定し、その後、調整分解能が高い方（ここではデューティ）を決定するようにしている。
【００４９】
なお、他の方法として、例えば、動き量を５段階で評価し、それぞれにおいて輝度を同一に保つことができるデューティと波高値の組合せをテーブルの形で保持することも可能である。しかし、上記のように、できるだけ動画ボケと電力とを最適化するためには、できるだけ多くの段数で調整することが望ましい。したがって、これを実現するためには、例えば、輝度毎に１００個とか２００個とかといった多数の組合せテーブルを内部に保持しておくよりも、測定により求めた近似関数によって変換（デューティと波高値の決定）を行う方が好ましい。
【００５０】
図１１Ａおよび図１１Ｂは、いずれも、本発明の輝度制御方法のイメージを説明するための図である。本発明は、図１１Ａおよび図１１Ｂに示すように、イメージ的には、波高値で粗い調整を行った後、デューティの方で細かい調整を行って、輝度を一定に保つというものである。特に、図１１Ａに示すように、本発明では、波高値とデューティの組合せを輝度に応じて細かく設定する。図１１Ａにおいて、実線は、波高値による輝度調整を示し（つまり、波高値の調整分解能で対応可能）、破線は、波高値の調整分解能以下の部分をデューティによる調整で補間して滑らかに切り替える様子を示している。図１１Ｂは、輝度を一定に保つことができるデューティと波高値の組合せを求める際に、調整分解能が低い方（ここでは波高値）を先に決めることにより、調整分解能が高い方（ここではデューティ）の中に対応する値が見つかりやすい様子を示している。
【００５１】
また、上記のように、波高値が大きくなるほどデューティを１段階変化させる毎の輝度変化幅は大きくなる（図１２参照）。特に図１２Ｂによく示すように、デューティを１ＬＳＢ変化させたときの輝度変化量は、明らかに、波高値が大きい場合の方が大きくなっている。これは、波高値が大きい部分、つまり、動き量が大きい部分では、デューティによる微調整でも輝度が合わない、つまり、許容範囲を超える場合が出てくる可能性があることを意味する。
【００５２】
例えば、図１３は、波高値が大きい部分では、デューティによる微調整でも輝度が合わ
ない場合があることを示している。図１３の曲線Ｂは、測定から求めた理想の輝度保持曲線を示している。また、図１３の白丸は、曲線Ｂに一番近い波高値とデューティの組合せのうち、曲線Ｂからの誤差が許容できるもの（つまり、人間の目には輝度変化が認識できないもの）を示し、図１３の黒丸は、曲線Ｂに一番近い波高値とデューティの組合せのうち、曲線Ｂからの誤差が許容できないもの（つまり、人間の目には輝度変化が認識できるもの）を示している。図１３の領域Ｃは、曲線Ｂのうち、波高値の１ＬＳＢの変化に対して、デューティが、１ＬＳＢよりも細かい分解能を求められ、対応できなくなる部分を示している（但し、図１３に示すように、偶然合うところもある）。
【００５３】
この問題に対しては、図１４に示すように、波高値の範囲を制限することで対応することが考えられる。図１４の例では、デューティの調整分解能を４０９６段階、波高値の調整分解能を２５６段階としている。具体的には、まず、図１４Ａの白抜き矢印Ｄで示す範囲は使用しないようにする。なぜなら、この範囲は、図１３の領域Ｃに相当し、波高値の１ＬＳＢの変化に対してデューティが対応できない可能性が高いからである。また、図１４Ａの白抜き矢印Ｅで示す範囲も使用しないようにする。なぜなら、この範囲は、デューティが１００％以上に相当する部分であるからである。すなわち、デューティは絶対的なものではなく、１００％を最大値とする相対的なものであるため、１００％以上に相当する部分は、リミッタがかかり、範囲を制限しなければ輝度が変化してしまうからである。したがって、動き量から波高値を決定する（つまり、動き量を波高値に変換する）際には、白抜き矢印Ｅで示す範囲の波高値をとらないようにする。これらの制限により、波高値の範囲は、図１４Ａ〜図１４Ｃに示す範囲Ｆに制限される。
【００５４】
図１５は、バックライトスキャンのみならずローカルディミングをも考慮した場合を説明するための図である。図１４に示す対応をとったとしても、ここにさらにローカルディミングにおける輝度指令値がかかってくる（図３参照）。したがって、波高値が大きい場合にデューティの１ＬＳＢの変化による輝度変化が大きくなるという問題が、バックライトスキャン分とローカルディミング分とを掛け合わせて、いわば２乗で効いてくる（マイナスの相乗効果）。すなわち、例えば、発光デューティ（バックライトスキャンで決定されたデューティ）が１００％で波高値が小さい場合（図１５Ａ参照）に比べて、発光デューティが１００％未満で波高値が大きい場合には（図１５Ｂ参照）、補正デューティ（発光デューティにローカルディミングの輝度指令値を乗算して得られるデューティ）の１ＬＳＢの変化による輝度変化は大きくなる（図１５Ｃ参照）。
【００５５】
この問題を解決するためには、次のような対策が考えられる。それは、ＬＥＤドライバへのデューティ指令値とＬＥＤドライバからの実際の出力制御値とのビット対応に疎密を設けることである。例えば、図１６に示すように、デューティ指令値とＬＥＤ点灯時間（実際の出力制御値）との関係を、同図中の直線Ｇで示すような従来の線形的な関係ではなく、同図中の曲線Ｈで示すような非線形的な関係に設定する。具体的には、例えば、デューティ指令値がａ１のとき、ＬＥＤ点灯時間を従来のｂ２ではなく、それよりも短いｂ１に設定する（ｂ１＜ｂ２）。ｂ１に対応する従来のデューティ指令値はａ２である（ａ１＞ａ２）。これは、ＬＥＤ点灯時間に対するデューティ指令値の分解能に疎密を設けることに相当する。具体的には、ＬＥＤ点灯時間に対するデューティ指令値の分解能が、デューティ指令値が大きいほど疎であり、小さいほど密であるように設定する。
【００５６】
これは、原理的には、図１７Ｂに示すように、波高値とデューティとの関係を示す図において、デューティの分解能に疎密を設けることにも相当する。具体的には、図１７Ｂに示すように、デューティが小さいほど１ＬＳＢの幅を細かくする、つまり、デューティが小さいほど分解能を密にし、デューティが大きいほど分解能を疎にする。ここで、図１７Ａは、デューティの分解能に疎密がない場合であり、図１７Ｂは、デューティの分解能に疎密がある場合である。図１７Ａおよび図１７Ｂにそれぞれ示す曲線Ｉは、測定から求め
た理想の輝度保持曲線である。また、図１７Ａおよび図１７Ｂにそれぞれ示す白丸は、曲線Ｉに一番近い波高値とデューティの組合せのうち、曲線Ｉからの誤差が許容できるもの（つまり、人間の目には輝度変化が認識できないもの）を示し、図１７Ａおよび図１７Ｂにそれぞれ示す黒丸は、曲線Ｉに一番近い波高値とデューティの組合せのうち、曲線Ｉからの誤差が許容できないもの（つまり、人間の目には輝度変化が認識できるもの）を示している。図１７Ａおよび図１７Ｂから、デューティの分解能に疎密がある場合の方が、輝度を一定に保持する組合せをより多く、より広くとることができることがわかる。
【００５７】
＜１−１−３−２．動き量検出部＞
動き量検出部１３１は、入力画像信号に基づいて画像の動き量を検出する。動き量は、見た目の動画解像度と電力とを最適化するために、例えば５０％と１００％のような２値ではなく、３値以上の多値で算出する。
【００５８】
動き量検出方法としては、マクロブロック単位で全てのマクロブロックについて前フレームとのパターンマッチングにより動き量を求める方法などがある。ここで、マクロブロックとは、動きエリアを細分化することにより定義される個々のエリアである。図１８は、液晶パネル１１１の動きエリア２４におけるマクロブロックを示す。なお、より簡易的な動き量検出方法としては、パターンマッチングの結果ではなく、同一画素位置における前フレームとの画像信号の差分の大きさを代用する方法などがある。
【００５９】
本実施の形態では、動き量検出部１３１は、前者の方法で求めた各マクロブロックの動き量の最大値を検出値として出力する構成を採る。すなわち、動きエリア全体で画像が動いている場合と一部分でのみ画像が動いている場合とで、動き量の最大値が同一であれば、同一の値が出力される。
【００６０】
図１９は、動き量検出部１３１の構成を示す。動き量検出部１３１は、入力画像信号を１フレーム遅延させる１Ｖ遅延部１５１と、前フレームの画像信号を参照して、マクロブロック毎に画像の動き量を演算するマクロブロック動き量演算部１５２と、演算された動き量の中での最大値を算出する最大値算出部１５３と、を有する。この構成は、動きエリア毎に装備される。
【００６１】
上記構成により、動き量検出部１３１は、動きエリア毎に画像の動き量を検出する。
【００６２】
＜１−１−３−３．輝度制御部＞
輝度制御部１３２は、動き量検出部１３１によって検出された動き量に基づいて、各発光エリアの発光波高値および発光デューティを決定する。本実施の形態においては、動きエリアと発光エリアが１対１で対応している。そのため、輝度制御部１３２は、個々の動きエリアの動き量に基づいて、対応する個々の発光エリアの発光波高値および発光デューティを決定する。但し、動きエリア、輝度エリア、およびスキャンエリアの選び方によっては、複数の発光エリアが１つの動きエリアに含まれる場合もありうる。この場合は、複数の発光エリアにおいて同じ動き量に基づいて、発光波高値および発光デューティを決定することになる。本実施の形態では、上記のように、発光波高値を決定した後、発光デューティを決定する。輝度制御部１３２は、波高値決定部１３３とデューティ決定部１３４を有する。
【００６３】
波高値決定部１３３は、動き量検出部１３１によって検出された動き量に基づいて、各発光エリアの発光波高値を決定する。具体的には、例えば、波高値決定部１３３は、動きエリア毎に検出された動き量に所定の変換式（例えば、図１４Ｂ参照）を適用することにより、発光エリア毎に発光波高値を算出し、これを発光エリア毎に指定する発光波高値として決定する。
【００６４】
波高値決定部１３３は、決定した波高値を示すディジタル信号である電流値データを生成し、これを照明部１２０のＬＥＤドライバ１２３との通信制御を行うドライバコントローラ１３９を経由し、ＬＥＤドライバ１２３に出力する。これにより、発光エリア毎に波高値が駆動条件として指定される。
【００６５】
また、デューティ決定部１３４は、波高値決定部１３３によって決定された発光波高値に基づいて、各発光エリアの発光デューティを決定する。具体的には、例えば、デューティ決定部１３４は、発光エリア毎に決定された発光波高値に所定の変換式（例えば、図１４Ａ参照）を適用することにより、発光エリア毎に発光デューティを算出し、これを発光エリア毎に指定する発光デューティとして決定する。ここで、所定の変換式（例えば、図１４Ａ参照）は、上記のように、測定から求めた理想の輝度保持曲線である。デューティ決定部１３４は、このような輝度保持曲線を用いて、発光エリア毎に決定された発光波高値から、輝度を同一に保持することができる発光デューティを算出する。
【００６６】
ここでは、輝度制御部１３２は、動き量が小さいほど発光デューティを大きく、動き量が大きいほど発光デューティを小さく制御するとともに、発光波高値と発光デューティの結果としての発光輝度を所定の値に保持するように、発光波高値と発光デューティを制御する。
【００６７】
＜１−１−３−４．特徴量検出部＞
特徴量検出部１３５は、入力した画像信号の特徴量を検出する。具体的には、特徴量検出部１３５は、入力した画像信号の特徴量を、主に液晶パネル１１１の輝度エリア毎に検出する。ここで、「特徴量」とは、液晶パネル１１１の輝度エリア毎の画像信号の、輝度に関する特徴量である。特徴量としては、例えば、液晶パネル１１１の輝度エリア毎の画像信号の、最大輝度レベルや、最小輝度レベル、最大輝度レベルと最小輝度レベルとの差分、平均輝度などを用いることができる。また、上記で「主に」と述べたのは画像信号全体としての特徴量や、求めたい輝度エリアの周辺エリアの特徴量も鑑みて最終的な個々の輝度エリアの特徴量を決定しても良いためである。
【００６８】
この輝度エリアは、液晶パネル１１１のエリア全体を好きに等分割してよく、動きエリアと必ずしも一致させる必要はない。また、輝度エリアの垂直方向の数とスキャンエリアの垂直方向の数も同様に、必ずしも一致させる必要はない。本実施の形態において、輝度エリアは、簡単のため、動きエリアと同様の分割の様相としている。これは以降の実施の形態でも同様である。
【００６９】
＜１−１−３−５．輝度指令値決定部＞
輝度指令値決定部１３６は、特徴量検出部１３５によって検出された特徴量に基づいて、各発光エリアの輝度指令値を決定する。具体的には、例えば、輝度指令値決定部１３６は、所定の特性を有する変換テーブルや変換関数などを用いて、検出された特徴量から、各発光エリアが発光すべき輝度値（輝度指令値）を算出する。輝度指令値は、発光デューティが１００％のときを基準としたものである。本実施の形態においては、輝度エリアと発光エリアが１対１で対応している。そのため、輝度指令値決定部１３６は、個々の輝度エリアの特徴量に基づいて、対応する個々の発光エリアへの輝度指令値を決定する。但し、動きエリア、輝度エリア、およびスキャンエリアの選び方によっては、複数の発光エリアが１つの輝度エリアに含まれる場合もありうる。この場合は、複数の発光エリアに対して同じ特徴量に基づいて輝度指令値を決定することになる。
【００７０】
＜１−１−３−６．デューティ補正部＞
デューティ補正部１３７は、輝度指令値決定部１３６によって決定された輝度指令値を
、デューティ決定部１３４によって決定された発光デューティに基づいて補正する。具体的には、例えば、デューティ補正部１３７は、乗算器で構成されており、輝度指令値決定部１３６によって決定された輝度指令値にデューティ決定部１３４によって決定された発光デューティを重畳（乗算）して、最終的な発光デューティである補正デューティを決定する。すなわち、デューティ補正部１３７は、動き量検出により得られた発光デューティを用いて、ローカルディミングで得られた輝度指令値に対する正規化（補正）を行い、結果を補正デューティとして出力する。より詳しくは、例えば、発光デューティが１２ビットで、輝度指令値も１２ビット、ＬＥＤドライバ１２３のデューティ分解能が１２ビットの場合、発光デューティと輝度指令値との乗算結果は２４ビットとなる。そのため、上位１２ビットのみを取り出すことで正規化を行う。上位１２ビットのみを取り出すことは、４０９６で除算し、正規化することと等価である。特別な除算器を用いて除算しているわけではないため、ここでは、デューティ補正部１３７は単に乗算器を用いて乗算すると記載している。
【００７１】
デューティ補正部１３７は、決定したデューティを示すディジタルデータを生成し、これを照明部１２０のＬＥＤドライバ１２３との通信制御を行うドライバコントローラ１３９を経由し、ＬＥＤドライバ１２３に出力する。これにより、発光エリア毎にデューティが駆動条件として指定される。
【００７２】
＜１−１−３−７．スキャン制御部＞
スキャン制御部１３８は、画像信号の垂直同期信号を基準とするタイミングで、スキャンエリア毎の点灯開始基準信号を生成する。この信号データは、発光エリアの水平方向のエリアに対しては同一の値を、垂直方向のエリアに対しては、発光エリアの垂直エリア数とスキャンエリア数に依存しながら、これを照明部１２０のＬＥＤドライバ１２３との通信制御を行うドライバコントローラ１３９を経由し、ＬＥＤドライバ１２３に出力する。これにより、ＬＥＤドライバ１２３は、所望のスキャンタイミングで、指定された補正デューティと発光波高値に基づいてＬＥＤを点灯制御する。
【００７３】
ここで、図２０のＬＥＤ駆動パルスＡに示すように、本実施の形態においては、ＰＷＭコントローラ１４４は、液晶パネル１１１の書き込み１フレーム周期につき１個のパルスを有するように、ドライバコントローラ１３９によりＰＷＭクロックを供給される。ＬＥＤ駆動パルスＡは、図２０における２つの連続するフレーム期間において同じ平均輝度である。これにより、デューティ狭窄化による残像低減効果を最大化することができる。結果として、スキャン制御部１３８により、液晶パネル１１１の各画素が更新走査されるタイミングに上記駆動パルスのタイミングを同期したバックライトスキャンを行うことができる。
【００７４】
また、図２０のＬＥＤ駆動パルスＢに示すような駆動パルスを供給してもよい。ＬＥＤ駆動パルスＢは、図２０における２つの連続するフレーム期間において同じ平均輝度である。ＬＥＤ駆動パルスＢは複数のパルスを有するが、パルスの発生期間がＬＥＤ駆動パルスＡのＯＮ期間に対応している。したがって、ＬＥＤ駆動パルスＡは、その包絡線で考えると、ＬＥＤ駆動パルスＡと同様の効果を有することが容易に想像される。
【００７５】
図２１Ａは、ＬＥＤドライバ１２３から出力されるＬＥＤ駆動パルスの一例を示す。ここでは、図２１Ｂに示すように４つの発光エリア１１、２１、３１、４１について決定された駆動デューティがいずれも同一で５０％であるときに出力される駆動パルスが示されている。画像走査が、画像エリア１１、画像エリア２１、画像エリア３１、画像エリア４１の順番であるため、バックライトスキャンも、発光エリア１１、発光エリア２１、発光エリア３１、発光エリア４１の順番である。
【００７６】
図２１Ａに示す例では、各画像エリア１１、２１、３１、４１の画像走査期間において、対応する発光エリア１１、２１、３１、４１が消灯するタイミングが制御されているため、動画解像度を向上させることができる。
【００７７】
図２２Ａは、ＬＥＤドライバ１２３から出力されるＬＥＤ駆動パルスの他の例を示す。ここでは、図２２Ｂに示すように４つの発光エリア１１、２１、３１、４１について決定された駆動デューティが互いに異なっているときに出力される駆動パルスが示されている。図２２Ａから分かるように、各発光エリア１１、２１、３１、４１の駆動デューティを変えるときは、各発光エリア１１、２１、３１、４１の駆動パルスにおいて、立ち下がり位相を変えずに立ち上がり位相を変えるのがより効果的である。なぜなら、その方が液晶の応答がより完了している期間、対応する画素を照明できるためである。
【００７８】
なお、ＬＥＤドライバとしては、図２３に示すようなものもある。図２３のＬＥＤドライバ１２３ａは、通信Ｉ／Ｆ１４１からスキャンタイミングに関する情報を受け取るのではなく、ＰＷＭコントローラ１４４ａの内部カウンタリセット信号を位相制御端子なる外部端子として持つ。この場合、位相制御端子に対する信号はスキャン制御部１３８から直接供給されることとなり、図３の構成は図２４の構成に変更される。図２４の構成によれば、位相制御端子によってＰＷＭパルスの開始位相が制御されることとなり、所望のバックライトスキャンが実現されることとなる。
【００７９】
＜１−１−３−８．ドライバコントローラ＞
ドライバコントローラ１３９は、ディジタルデータで送られてきた発光波高値、補正デューティ、およびスキャンタイミングを、ＬＥＤドライバ１２３が要求する通信仕様プロトコルでエンコードし、ＬＥＤドライバ１２３に送信する。このプロトコルとしては、Ｉ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）やＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）、ＲＳＤＳ（Reduced Swing Differential Signaling）などのシリアル通信が用いられるのが一般的である。
【００８０】
なお、スキャンタイミングについては、データを送信するタイミングそのものがＰＷＭコントローラへの点灯開始信号となるＬＥＤドライバもある。この場合、各ＬＥＤドライバに対して、対応するバックライトスキャンのタイミングで、発光波高値と補正デューティのデータを送信することとなる。
【００８１】
また、ドライバコントローラ１３９は、ＬＥＤドライバ１２３のＰＷＭコントローラ１４４の動作クロックを、液晶パネル１１１の書き込み１フレーム周期につき１個のパルスを有するように、供給する。
【００８２】
なお、発光波高値と補正デューティは、必ずしも発光エリア数分ドライバコントローラ１３９に入力されるわけではない。発光波高値は、動きエリア数分、補正デューティは、動きエリアと輝度エリアを仮想的に重ね合わせた際の最小単位で、液晶パネル１１１のエリア全体を等分した数分、それぞれ入力する。複数の水平方向または垂直方向のエリアにまたがった発光エリアに対して同一のデータを送信する必要がある場合、入力されるデータは必要最低限とし、必要となるデータのコピー制御をドライバコントローラ１３９で代替することにより、発光波高値や補正デューティの演算不可を減らすことが可能である。同様の制御は、デューティ補正部１３７でも行うことが可能である。この場合、必要最低限のエリア数分の発光デューティをデューティ補正部１３７に送り、デューティ補正部１３７が必要に応じてコピー制御するとよい。
【００８３】
以上、液晶表示装置１００の構成について説明した。
【００８４】
＜１−２．液晶表示装置の動作＞
次に、上記構成を有する液晶表示装置１００の全体において実行される動作（全体動作）について、本発明の特徴的な動作を中心に説明する。
【００８５】
＜１−２−１．全体動作＞
本実施の形態では、動きエリア、スキャンエリア、および輝度エリアのエリア境界を合成した際、仮想的に合成したエリア境界によって生成される最小エリア単位で発光部１２１を制御する。この発光部１２１の各エリアを発光エリアとし、発光エリア毎に個別に指定された駆動パルスのデューティと波高値とを含む駆動条件に従って、複数の発光エリアを個別に駆動する。
【００８６】
まず、動き量検出部１３１で、入力した画像信号に基づいて画像の動き量を動きエリア単位で検出する。検出された動き量は、輝度制御部１３２に出力される。
【００８７】
そして、輝度制御部１３２で、動き量検出部１３１で検出された動き量に基づいて、各発光エリアの発光波高値および発光デューティを決定する。その際、本実施の形態では、波高値の調整分解能が低いことに起因する画質低下を防止するため、まずは一般的にＬＥＤドライバの調整分解能が低い発光波高値を決定し、その後、調整分解能が高い方である発光デューティを決定する。具体的には、まず、波高値決定部１３３で、動き量検出部１３１で検出された動き量に所定の変換式（例えば、図１４Ｂ参照）を適用することにより、発光エリア毎に発光波高値を決定する。その後、デューティ決定部１３４で、波高値決定部１３３で発光エリア毎に決定された発光波高値に所定の変換式（例えば、図１４Ａ参照）を適用することにより、発光エリア毎に発光デューティを決定する。ここでは、動き量が小さいほど発光デューティを大きく、動き量が大きいほど発光デューティを小さく制御するとともに、発光波高値と発光デューティの結果としての発光輝度を所定の値に保持するように、発光波高値と発光デューティを制御する。波高値決定部１３３で決定された発光波高値は、ドライバコントローラを経由して照明部１２０のＬＥＤドライバ１２３に出力され、また、デューティ決定部１３４で決定された発光デューティは、デューティ補正部１３７に出力される。
【００８８】
一方、特徴量検出部１３５では、入力した画像信号の特徴量を輝度エリア単位で検出する。検出された特徴量は、輝度指令値決定部１３６に出力される。そして、輝度指令値決定部１３６で、特徴量検出部１３５で検出された特徴量に基づいて、各発光エリアの輝度指令値を決定する。決定された輝度指令値は、デューティ補正部１３７に出力される。
【００８９】
そして、デューティ補正部１３７で、輝度指令値決定部１３６で決定された輝度指令値を、デューティ決定部１３４で決定された発光デューティに基づいて補正する。具体的には、輝度指令値決定部１３６で決定された輝度指令値に、デューティ決定部１３４で決定された発光デューティに対して正規化して、最終的な発光デューティである補正デューティを決定する。決定された補正デューティは、ドライバコントローラ１３９を経由して照明部１２０のＬＥＤドライバ１２３に出力される。その際、本実施の形態では、バックライトスキャンとローカルディミングとを組み合わせた場合のマイナスの相乗効果を解消するために、ＬＥＤ点灯時間に対するＬＥＤドライバ１２３へのデューティ指令値（補正デューティ）の分解能に疎密を設けている（例えば、図１６参照）。
【００９０】
一方、スキャン制御部１３８は、垂直同期信号を基準とするタイミングで、スキャンエリア毎の点灯開始基準信号を生成する。これを照明部１２０のＬＥＤドライバ１２３との通信制御を行うドライバコントローラ１３９を経由し、ＬＥＤドライバ１２３に出力する。
【００９１】
ドライバコントローラ１３９は、発光波高値、補正デューティ、およびスキャンタイミングを示す点灯開始基準信号に基づいて、ＬＥＤドライバ１２３の通信Ｉ／Ｆ１４１が要求するプロトコルでエンコードしたシリアルデータを生成し、ＬＥＤドライバ１２３に送信する。これにより、ＬＥＤドライバ１２３は、所望のスキャンタイミングで、指定された補正デューティと発光波高値に基づいてＬＥＤを点灯制御する。また、ＬＥＤドライバ１２３のＰＷＭコントローラ１４４の動作クロックを、液晶パネル１１１の書き込み１フレーム周期につき１個のパルスを有するように、供給する。
【００９２】
これにより、発光エリア毎のＬＥＤは、所望の発光波高値、補正デューティ、および駆動タイミングで、ＰＷＭ駆動されることとなる。
【００９３】
このように、本実施の形態によれば、バックライトスキャンにおいて、検出された動き量に基づいて駆動パルスのデューティと波高値を決定する際に、調整分解能が低い方（波高値）を先に決定した後、調整分解能が高い方（デューティ）を決定する。このため、波高値の階調誤差を、後でデューティ決定時に吸収することができる。したがって、分割されたエリア毎に駆動パルスのデューティと波高値の双方を制御する場合において、双方の調整分解能に差があったとしても、輝度の変化を防止して画質を改善することができる。
【００９４】
また、本実施の形態によれば、ＬＥＤ点灯時間（ＬＥＤドライバ１２３からの実際の出力制御値）に対するＬＥＤドライバ１２３へのデューティ指令値の分解能に疎密を設けて、ＬＥＤ点灯時間に対するデューティ指令値の分解能が、デューティ指令値が大きいほど疎であり、小さいほど密であるように設定する。このため、輝度を一定に保持することができるデューティと波高値の組合せをより多く、より広くとることができる。したがって、バックライトスキャンとローカルディミングとを組み合わせた場合のマイナスの相乗効果（波高値が大きいときに、デューティの１ＬＳＢの変化による輝度変化がさらに大きくなる）を解消することができ、バックライトスキャンとローカルディミングとを組み合わせた場合においても、輝度の変化を防止して画質を改善することができる。
【００９５】
なお、本実施の形態では、動きエリアと輝度エリアの分割の様相が等しく、また、スキャンエリア数と動きエリアの垂直エリア数とが等しい場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、動きエリアとスキャンエリアの分割の様相が等しく（例えば、図８Ｃ参照）、輝度エリアの分割の様相がマトリクス状に複数分割されている場合についても、本発明は適用可能である。
【００９６】
また、本実施の形態では、スキャンエリアの数が複数（４つ）であるが、例えば、スキャンエリアの数は１つであってもよい。このような構成によれば、バックライトスキャンに代えて画面全体でバックライトのＯＮ／ＯＦＦ制御であるバックライトブリンク制御を実施することとなる。
【００９７】
また、本実施の形態では、デューティの分解能にのみ疎密を持たせているが、波高値の分解能に疎密を持たせたり、デューティの分解能と波高値の分解能の双方に疎密を持たせたりすることも可能である。
【００９８】
また、本実施の形態では、デューティの調整分解能よりも波高値の調整分解能の方が低い場合を例にとって説明したが、本実施の形態は、デューティの調整分解能と波高値の調整分解能とが同等である場合にも適用可能である。
【００９９】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態の液晶表示装置は、前述の実施の形態における液晶表示装置と同様の基本構成を有するものである。よって、前述
の実施の形態において説明したものと同一のまたは対応する構成要素については同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略し、前述の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【０１００】
本実施の形態では、バックライトスキャンとローカルディミングとを組み合わせた構成において、動きに応じて先に駆動パルスの駆動デューティを決定する場合について説明する。
【０１０１】
＜２−１．液晶表示装置の構成＞
図２５は、本実施の形態における液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図２５に示す液晶表示装置２００は、駆動制御部１３０の代わりに駆動制御部２１０を有する。駆動制御部２１０は、動き量検出部１３１、輝度制御部２１１、特徴量検出部１３５、輝度指令値決定部１３６、デューティ補正部１３７、スキャン制御部１３８、およびドライバコントローラ１３９を有する演算処理装置であり、画像エリア毎の入力画像信号に基づいて、発光エリア毎に駆動パルスのデューティと波高値とを含む駆動条件を制御する。輝度制御部２１１は、デューティ決定部２１２および波高値決定部２１３を有する。駆動制御部２１０において、輝度制御部２１１（デューティ決定部２１２および波高値決定部２１３）、デューティ補正部１３７ならびにスキャン制御部１３８の組合せは、発光エリア毎に駆動条件を指定する駆動条件指定部を構成する。
【０１０２】
＜２−１−１．輝度制御部＞
輝度制御部２１１は、動き量検出部１３１によって検出された動き量に基づいて、各発光エリアの発光波高値および発光デューティを決定する。本実施の形態では、波高値の調整分解能よりもデューティの調整分解能の方が低いため、実施の形態１と異なり、発光デューティを決定した後、発光波高値を決定する。輝度制御部２１１は、デューティ決定部２１２と波高値決定部２１３を有する。
【０１０３】
デューティ決定部２１２は、動き量検出部１３１によって検出された動き量に基づいて、各発光エリアの発光デューティを決定する。具体的には、デューティ決定部２１２は、画像エリア毎に検出された動き量に所定の変換式を適用することにより、発光エリア毎に発光デューティを算出し、これを発光エリア毎に指定する発光デューティとして決定する。例えば、動き量が大きい程発光デューティが５０％に近く、動き量が小さいほど１００％に近く、どのような動き量が入力されても見かけの動画解像度が一定となるように調整した変換関数を通す。
【０１０４】
波高値決定部２１３は、デューティ決定部２１２によって決定された発光デューティに基づいて、各発光エリアの発光波高値を決定する。具体的には、波高値決定部２１３は、発光エリア毎に決定された発光デューティに所定の変換式を適用することにより、発光エリア毎に発光波高値を算出し、これを発光エリア毎に指定する発光波高値として決定する。ここで、所定の変換式は、例えば、測定から求めた理想の輝度保持曲線である。波高値決定部２１３は、このような輝度保持曲線を用いて、発光エリア毎に決定された発光デューティから、輝度を同一に保持することができる発光波高値を算出する。
【０１０５】
このように、本実施の形態によれば、バックライトスキャンにおいて、検出された動き量に基づいて駆動パルスのデューティと波高値を決定する際に、調整分解能が低い方（デューティ）を先に決定した後、調整分解能が高い方（波高値）を決定する。このため、デューティの階調誤差を、後で波高値決定時に吸収することができる。したがって、分割されたエリア毎に駆動パルスのデューティと波高値の双方を制御する場合において、双方の調整分解能に差があったとしても、輝度の変化を防止して画質を改善することができる。
【０１０６】
また、本実施の形態では、波高値の調整分解能よりもデューティの調整分解能の方が低い場合を例にとって説明したが、本実施の形態は、波高値の調整分解能とデューティの調整分解能とが同等である場合にも適用可能である。
【０１０７】
（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態の液晶表示装置は、前述の実施の形態における液晶表示装置と同様の基本構成を有するものである。よって、前述の実施の形態において説明したものと同一のまたは対応する構成要素については同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略し、前述の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【０１０８】
本実施の形態では、輝度指令値に基づいて画像信号を補正する場合について説明する。
【０１０９】
＜３−１．液晶表示装置の構成＞
図２６は、本実施の形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図２６に示す液晶表示装置３００は、図３に示す実施の形態１における液晶表示装置１００の構成に加えて、画像信号補正部３１０を有する。
【０１１０】
＜３−１−１．画像信号補正部＞
画像信号補正部３１０は、輝度指令値決定部１３６によって決定された輝度指令値に基づいて、液晶パネル部１１０に入力される画像信号を補正する。具体的には、画像信号補正部３１０は、画像信号の特徴量に基づいて決定された発光エリア毎の輝度指令値を用いて、液晶パネル部１１０に入力される画像信号を補正する。これにより、液晶パネル部１１０に入力される画像信号は、各画像エリアに対応する発光部１２１の発光エリアの輝度指令値に応じて、最適化される。したがって、よりコントラスト感や諧調感などがある画像を表示することが可能となる。
【０１１１】
このように、本実施の形態によれば、液晶パネル１１１の背面を照明する発光部１２１の発光輝度を勘案して、液晶パネル部１１０に入力される画像信号を最適化するため、よりコントラスト感や諧調感などがある映像を表示することができる。
【０１１２】
以上、本発明の各実施の形態について説明した。なお、以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されない。すなわち、上記各実施の形態において説明した装置の構成および動作は単なる例示であり、これらを本発明の範囲において部分的に変更、追加および削除できることは明らかである。
【０１１３】
例えば、上記各実施の形態では、本発明を液晶表示装置に適用した場合を例にとって説明している。しかし、光変調部が、液晶パネルとは異なる表示部を有するものであっても、非自発光型の構成であれば、他の構成を採用することもできる。すなわち、本発明は、液晶表示装置以外の非自発光型の表示装置にも適用可能である。
【０１１４】
また、上記各実施の形態では、本発明を、動きエリア毎にＬＥＤの駆動デューティと駆動電流を制御する基本構成に対して、バックライトスキャンとローカルディミングとを組み合わせた構成に適用した場合を例にとって説明した。しかし、ローカルディミングの部分がなく、バックライトスキャンの部分のみでも本発明は適用可能である。
【０１１５】
さらには、動きエリア毎にＬＥＤの駆動デューティと駆動電流を制御する基本構成のみであっても本発明は適用可能である。すなわち、分割されたエリア毎に駆動デューティと駆動電流の双方を制御する構成を有していれば本発明は適用可能である。
【０１１６】
また、上記各実施の形態において、ＬＥＤドライバのＰＷＭコントローラ部に相当する部位を持たず、ドライバコントローラが代わりに持つ場合、あるいは、ＬＥＤドライバが単なる定電流回路であり、ＰＷＭコントローラおよびＤＡＣをドライバコントローラが代わりに有する（つまり、通信Ｉ／Ｆは不要）場合でも、本発明は適用可能である。ＰＷＭコントローラの分解能に対し、ＤＡＣの分解能を増やすことに関しては、同様の課題を有するためである。
【０１１７】
２００９年１０月２日出願の特願２００９−２３０７３３の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
【産業上の利用可能性】
【０１１８】
本発明のバックライト装置および表示装置は、分割されたエリア毎に駆動デューティと駆動電流の双方を制御する場合において、双方の調整分解能に差があったとしても、輝度の変化を防止して画質を改善することができるという効果を有し、特に、バックライトスキャン方式およびバックライトスキャンとローカルディミングとを組み合わせた方式のバックライト装置および表示装置として有用である。
【符号の説明】
【０１１９】
１００、１００ａ、２００、３００  液晶表示装置
１１０  液晶パネル部
１１１  液晶パネル
１１２  ソースドライバ
１１３  ゲートドライバ
１１４  液晶コントローラ
１２０  照明部
１２１  発光部
１２２  ＬＥＤ
１２３、１２３ａ  ＬＥＤドライバ
１３０、２１０  駆動制御部
１３１  動き量検出部
１３２、２１１  輝度制御部
１３３、２１３  波高値決定部
１３４、２１２  デューティ決定部
１３５  特徴量検出部
１３６  輝度指令値決定部
１３７  デューティ補正部
１３８  スキャン制御部
１３９  ドライバコントローラ
１４１  通信Ｉ／Ｆ
１４２  ＤＡＣ
１４３  定電流回路
１４４、１４４ａ  ＰＷＭコントローラ
１４５  スイッチ
１５１  １Ｖ遅延部
１５２  マクロブロック動き量演算部
１５３  最大値算出部
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光エリアを有する発光部と、
各々が少なくとも１つ以上の前記発光エリアに対応する複数の動きエリアの各々における画像の動き量を検出する動き量検出部と、
前記複数の発光エリアの各々を発光させるための駆動パルスのデューティと波高値とを含む駆動条件を、検出された動き量に基づいて指定する駆動条件指定部と、
指定された駆動条件に従って前記複数の発光エリアの各々を駆動する駆動部と、を有し、
前記駆動条件指定部は、
前記駆動パルスのデューティと波高値のうち、発光輝度に対する前記駆動部の調整分解能が低い方を第１パラメータ、高い方を第２パラメータとして、前記検出された動き量に基づいて前記第１パラメータの値を決定した後、決定した第１パラメータの値に基づいて第２パラメータの値を決定する、
バックライト装置。
【請求項２】
前記第１パラメータは、前記駆動パルスの波高値であり、前記第２パラメータは、前記駆動パルスのデューティである、
請求項１記載のバックライト装置。
【請求項３】
前記駆動部の出力に対する前記駆動パルスのデューティの指令値の分解能は、前記駆動パルスのデューティの指令値が大きいほど疎であり、小さいほど密である、
請求項１記載のバックライト装置。
【請求項４】
各々が少なくとも１つ以上の前記発光エリアに対応する複数の輝度エリアの各々における画像信号の特徴量を検出する特徴量検出部と、
検出された特徴量に基づいて、前記輝度エリア毎に輝度指令値を決定する輝度指令値決定部と、をさらに有し、
前記駆動条件指定部は、
前記複数の発光エリアの各々に対し、前記検出された動き量に基づいて前記駆動パルスの波高値を決定し、決定した波高値に基づいて前記駆動パルスのデューティを仮決定した後、仮決定したデューティを、決定された輝度指令値に基づいて補正し、
前記駆動部は、
決定された波高値と補正されたデューティとを含む駆動条件に従って、前記複数の発光エリアの各々を駆動する、
請求項１記載のバックライト装置。
【請求項５】
前記駆動条件指定部は、
前記複数の発光エリアの各々に対して画像信号の１フレーム周期に１個の前記駆動パルスが対応するように前記駆動条件を指定する、
請求項１記載のバックライト装置。
【請求項６】
前記駆動条件指定部は、
各々が少なくとも１つ以上の前記発光エリアに対応した複数のスキャンエリア毎に、対応する前記発光エリアの発光のタイミングを画像の走査に同期して制御するスキャン制御部を有する、
請求項１記載のバックライト装置。
【請求項７】
前記発光部は、光源として複数の発光ダイオードを有する、
請求項１記載のバックライト装置。
【請求項８】
請求項１記載のバックライト装置と、
前記複数の発光エリアからの照明光を画像信号に応じて変調することにより、画像を表示する光変調部と、
を有する表示装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2011040010.tif 000033
【図２】
2011040010.tif 000034
【図３】
2011040010.tif 000035
【図４】
2011040010.tif 000036
【図５】
2011040010.tif 000037
【図６】
2011040010.tif 000038
【図７】
2011040010.tif 000039
【図８Ａ】
2011040010.tif 000040
【図８Ｂ】
2011040010.tif 000041
【図８Ｃ】
2011040010.tif 000042
【図９】
2011040010.tif 000043
【図１０Ａ】
2011040010.tif 000044
【図１０Ｂ】
2011040010.tif 000045
【図１１Ａ】
2011040010.tif 000046
【図１１Ｂ】
2011040010.tif 000047
【図１２】
2011040010.tif 000048
【図１３】
2011040010.tif 000049
【図１４】
2011040010.tif 000050
【図１５】
2011040010.tif 000051
【図１６】
2011040010.tif 000052
【図１７】
2011040010.tif 000053
【図１８】
2011040010.tif 000054
【図１９】
2011040010.tif 000055
【図２０】
2011040010.tif 000056
【図２１】
2011040010.tif 000057
【図２２】
2011040010.tif 000058
【図２３】
2011040010.tif 000059
【図２４】
2011040010.tif 000060
【図２５】
2011040010.tif 000061
【図２６】
2011040010.tif 000062
【手続補正書】
【提出日】平成24年8月6日(2012.8.6)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明のバックライト装置は、複数の発光エリアを有する発光部と、各々が少なくとも１つ以上の前記発光エリアに対応する複数の動きエリアの各々における画像の動き量を検出する動き量検出部と、前記複数の発光エリアの各々を発光させるための駆動パルスのデューティと波高値とを含む駆動条件を、検出された動き量に基づいて指定する駆動条件指定部と、指定された駆動条件に従って前記複数の発光エリアの各々を駆動する駆動部とを有し、前記駆動条件指定部は、前記駆動パルスのデューティと波高値のうち、発光輝度に対する前記駆動部の調整分解能が低い方を第１パラメータ、高い方を第２パラメータとして、前記検出された動き量に基づいて前記第１パラメータの値を決定した後、決定した第１パラメータの値に基づいて第２パラメータの値を決定し、かつ前記駆動パルスのデューティの指令値の分解能は、前記駆動パルスのデューティの指令値が大きいほど疎であり、小さいほど密であるように設定したことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光エリアを有する発光部と、
各々が少なくとも１つ以上の前記発光エリアに対応する複数の動きエリアの各々における画像の動き量を検出する動き量検出部と、
前記複数の発光エリアの各々を発光させるための駆動パルスのデューティと波高値とを含む駆動条件を、検出された動き量に基づいて指定する駆動条件指定部と、
指定された駆動条件に従って前記複数の発光エリアの各々を駆動する駆動部と、を有し、
前記駆動条件指定部は、前記駆動パルスのデューティと波高値のうち、発光輝度に対する前記駆動部の調整分解能が低い方を第１パラメータ、高い方を第２パラメータとして、前記検出された動き量に基づいて前記第１パラメータの値を決定した後、決定した第１パラメータの値に基づいて第２パラメータの値を決定し、
かつ前記駆動パルスのデューティの指令値の分解能は、前記駆動パルスのデューティの指令値が大きいほど疎であり、小さいほど密であるように設定した、
ことを特徴とするバックライト装置。
【請求項２】
各々が少なくとも１つ以上の前記発光エリアに対応する複数の輝度エリアの各々における画像信号の特徴量を検出する特徴量検出部と、
検出された特徴量に基づいて、前記輝度エリア毎に輝度指令値を決定する輝度指令値決定部と、をさらに有し、
前記駆動条件指定部は、前記複数の発光エリアの各々に対し、前記検出された動き量に基づいて前記駆動パルスの波高値を決定し、決定した波高値に基づいて前記駆動パルスのデューティを仮決定した後、仮決定したデューティを、決定された輝度指令値に基づいて補正し、
前記駆動部は、決定された波高値と補正されたデューティとを含む駆動条件に従って、前記複数の発光エリアの各々を駆動するように構成した、
ことを特徴とする請求項１記載のバックライト装置。
【国際調査報告】
2011040010.tif 000063
2011040010.tif 000064
2011040010.tif 000065
2011040010.tif 000066